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@MASTERSTHESIS{Schollmeier:205397,
author = {Schollmeier, Marius},
title = {{U}ntersuchung schmalbandiger {L}inienstrahlung
lasererzeugter dichter {P}lasmen für
{R}öntgenstreudiagnostik an {M}aterie},
school = {TU Darmstadt},
type = {Dipl.},
reportid = {GSI-2017-00945},
pages = {87},
year = {2004},
note = {TU Darmstadt, Diplomarbeit, 2004},
abstract = {Die Arbeitsgruppe Plasmaphysik der Gesellschaft für
Schwerionenforschung mbH in Darmstadt erforscht die
Wechselwirkung intensiver Schwerionenstrahlen mit dichter
Materie. Am Hochtemperaturmessplatz HHT werden dazu
Festkörper durch Schwerionenbeschuss in dichte Plasmen
überführt. Mit diesen Experimenten können die
Eigenschaften von Materie unter gleichzeitig hohem Druck und
hoher Temperatur im Hinblick auf ihre Zustandsgleichung
untersucht werden.Der interessanteste Zustand der Materie
liegt dann vor, wenn das Material durch die Wechselwirkung
mit dem Schwerionenstrahl aufgeheizt ist, aber noch nicht
angefangen hat zu expandieren. Eine Messung der
thermodynamischen Eigenschaften dieses Zustands hoher
Energiedichte in Materie stellt eine hohe Herausforderung an
die dafür notwendigen Diagnostiken dar. Eine Möglichkeit
zur Messung der Dichte und Temperatur bietet die Streuung
von Röntgenstrahlung. Die für diese Experimente benötigte
sehr hohe Intensität der Röntgenstrahlung kann mit einem
lasererzeugten Plasma bereitgestellt werden. Es muss jedoch
sichergestellt sein, dass dieses Plasma eine hohe Anzahl von
Röntgenphotonen in einer kurzen Zeit und einem schmalen
Wellenlängenbereich emittiert. Die Untersuchung dieser
Bedingungen ist die Motivation hinter dieser
Diplomarbeit.Mit dem an der Gesellschaft für
Schwerionenforschung installierten Nd:Glas-Lasersystem
nhelix wurden Chlorplasmen durch Bestrahlung von NaCl- und
PVC-Proben erzeugt. Zur Untersuchung der emittierten
Linienstrahlung wurde ein Spektrometer mit einem flachen,
hochreflektierenden Mosaikkristall konstruiert und
charakterisiert. Hierbei wurde auch auf die besonderen
Eigenschaften von hochorientiertem pyrolytischem Graphit wie
der Möglichkeit der Mosaikfokussierung eingegangen. Die
Interpretation der gemessenen Spektren konnte mit einer
hierfür entwickelten Spektralliniensimulation mit
approximativer Temperaturdiagnostik durchgeführt werden.
Ein während der Experimente simultan verwendetes
fokussierendes Spektrometer mit Ortsauflösung wurde zur
genauen Analyse der emittierten Strahlung verwendet. Der
sphärisch gebogene Röntgenbeugungskristall des
Spektrometers erlaubt eine hohe spektrale Auflösung
(λ/Δλ = 5000) sowie gleichzeitig eine hohe
eindimensionale Ortsauflösung (Δx = 10 μm). Die Analyse
der Spektren ergab Temperaturen der freien Elektronen des
Plasmas zwischen drei und fünf Millionen Kelvin. Die Anzahl
der in einen kleinen, für künftige
Röntgenstreuexperimente notwendigen Wellenlängenbereich
emittierten Photonen wurde zu 1013 ermittelt. Eine
durchgeführte Abschätzung zeigt, dass diese Anzahl der
Photonen nicht ausreicht, um damit Röntgenstreuexperimente
durchzuführen. Des weiteren ist die auf diese Art und Weise
erzeugte Strahlung nicht schmalbandig genug, um damit
Information aus einem gestreuten Signal zu gewinnen. Jedoch
ist es prinzipiell möglich, durch eine Steigerung der
Energie des Lasers beide Parameter zu verbessern. Dies wird
durch den zur Zeit im Bau befindlichen PHELIX-Laser
erfolgen, mit dem dann spektral aufgelöste
Röntgenstreuexperimente an Materie hoher Energiedichte
durchgeführt werden können.},
cin = {PPH},
cid = {I:(DE-Ds200)PPH-20051214OR027},
pnm = {899 - ohne Topic (POF3-899)},
pid = {G:(DE-HGF)POF3-899},
typ = {PUB:(DE-HGF)10},
url = {https://repository.gsi.de/record/205397},
}