Browsing by Author "Piip, Kaarel"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 1 of 1
  • Thumbnail Image
    Item
    Development of LIBS for in-situ study of ITER relevant materials
    (2016-05-12) Piip, Kaarel; Laan, Matti, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond.
    Üheks lahenduseks inimkonda ohustavale energiakriisile on tuumasüntees, millel on klassikaliste energiatootmise viisidega võrreldes mitmeid eeliseid. Praegu ehitatakse Prantsusmaale esimest tuumasünteesireaktorit ITER (ing k International Thermonuclear Experimental Reactor). Esimene plasma plaanitakse reaktoris tekitada juba 2020. aastal, kuid üheks lahendamist vajavaks küsimuseks on reaktori seinte seiramine. Paratamatult puutub ülikuum (100000000 oC) plasma reaktori seintega kokku. Selle käigus toimuvad muutused seinte struktuuris ning reaktori kütus (vesiniku isotoobid deuteerium ja triitium) salvestub seintesse. Reaktori järjepideva ning ohutu toimimise tagamiseks on tarvis pidevalt jälgida seinte seisukorda ning määrata ka seintesse salvestunud radioaktiivse triitiumi hulk. Üheks perspektiivikaks meetodiks on laser-indutseeritud plasma spektroskoopia (LIBS): uuritava objekti pinnale fokusseeritakse lühike intensiivne laservälge. Tekib plasma, mille kiirguse põhjal määratakse objekti koostis. Meetodil on mitmeid eelised: see on kiire, proove pole tarvis ette valmistada, neile pole vaja isegi füüsiliselt ligi pääseda. Doktoritöös uuriti LIBSi rakendatavust ITERis kasutatavate materjalide analüüsiks. Uuritavad materjalid olid volfram ja alumiinium. Neist viimast rakendati ITERis reaalselt kasutatava berülliumi aseainena. Töös uuriti LIBS plasma dünaamikat ning valiti välja analüüsiks sobivad volframi spektrijooned. Vaadeldi ka volframi pinnastruktuuride mõju salvestatavale spektrile. Töö käigus seati LIBS seade üles lineaarsetele plasmaseadmetele Hollandis DIFFER instituudis. Need seadmed võimaldavad mõjutada proove plasmaga, mis sarnaneb ITERis seina tabava osakestevooga. Sellega demonstreeriti, et LIBS on sobilik ekspressmõõtmistes madalatel rõhkudel. LIBSi abil mõõdeti nii volframkihtide paksuse vähenemist kui ka proovidesse salvestunud deuteeriumi hulka. Meetodi rakendamiseks ITERis on vaja teha veel täiendavat uurimistööd, kuid näidati, et LIBS on sobilik diagnostikameetod plasmaseadmetes.