Energievariierte Photoemissionsstudien an berylliumhaltigen Oberflächen für die Fusion

Inhaltsverzeichnis

• Zusammenfassung
• Einleitung
• Theoretische Grundlagen
• Röntgenphotoelektronenspektroskopie
• Tiefenempfindlichkeit
• Energievariierte XPS (ERXPS)
• Datenanalyse
• Experimentelle Methoden
• Materialien
• Präparation der Proben
• Synchrotronexperimente
• Datenanalyse und -auswertung
• Ergebnisse
• BeW-Legierung
• C-W-System
• Diskussion
• Zusammenfassung
• Anhang

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Dissertation befasst sich mit der Entwicklung und Anwendung der energievariierten Röntgenphotoelektronenspektroskopie (ERXPS) zur quantitativen, tiefenaufgelösten Analyse von Oberflächen in der Fusionsforschung. Ziel ist es, die Wechselwirkungen von Beryllium und Berylliumverbindungen mit anderen Materialien in der ersten Wand des ITER-Reaktors zu untersuchen. Die Arbeit befasst sich insbesondere mit den folgenden Themen:

• Entwicklung eines quantitativen Modells für ERXPS-Daten zur Bestimmung der tiefenaufgelösten Zusammensetzung von Oberflächen
• Untersuchung der Bildung und Reduktion von Berylliumoxiden an Berylliumwolfram-Legierungen (BeW)
• Analyse der Carbidisierung von Wolfram in Gegenwart von Berylliumoxid (BeO)
• Bewertung des Einflusses von BeO als Zwischenschicht auf die Diffusionsprozesse in Multikomponentensystemen

Zusammenfassung der Kapitel

• Zusammenfassung: Diese Sektion gibt einen Überblick über die wichtigsten Ergebnisse und Schlussfolgerungen der Arbeit.
• Einleitung: Die Einleitung erläutert den Hintergrund der Fusionsforschung und die Bedeutung der Materialforschung für die Entwicklung eines Fusionskraftwerks. Sie stellt die Herausforderung der Oberflächenprozesse in der ersten Wand des ITER-Reaktors dar und beschreibt die Bedeutung von Beryllium und seinen Verbindungen für die Materialentwicklung.
• Theoretische Grundlagen: Dieses Kapitel führt in die Grundlagen der Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) und die Prinzipien der Tiefenempfindlichkeit ein. Es erläutert die Funktionsweise der energievariierten XPS (ERXPS) und beschreibt die notwendigen Methoden zur Datenanalyse.
• Experimentelle Methoden: Dieses Kapitel beschreibt die verwendeten Materialien, die Probenpräparation, die Durchführung der Synchrotronexperimente und die Datenanalyse und -auswertung.
• Ergebnisse: Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse der ERXPS-Untersuchungen an Berylliumwolfram-Legierungen (BeW) und an Wolfram in Gegenwart von Berylliumoxid (BeO). Die Ergebnisse geben Aufschluss über die Bildung und Reduktion von Berylliumoxiden sowie die Carbidisierung von Wolfram.
• Diskussion: Dieses Kapitel diskutiert die Ergebnisse im Kontext der wissenschaftlichen Literatur und der Bedeutung für die Materialentwicklung in der Fusionsforschung. Es beleuchtet die Limitationen und Perspektiven der ERXPS-Methode und diskutiert den Einfluss der Ergebnisse auf die zukünftige Materialauswahl für die Fusionsforschung.

Schlüsselwörter

Die Arbeit beschäftigt sich mit der energievariierten Röntgenphotoelektronenspektroskopie (ERXPS) als Methode zur Analyse von Oberflächen in der Fusionsforschung. Die zentralen Themen sind die quantitative, tiefenaufgelöste Analyse von Beryllium und Berylliumverbindungen in Multikomponentensystemen. Wichtige Schlüsselbegriffe sind: Röntgenphotoelektronenspektroskopie, energievarierte XPS, Tiefenempfindlichkeit, Beryllium, Berylliumoxid, Wolframoxide, Carbidisierung, ITER, Fusionsforschung, Oberflächenprozesse.