150210 - Aufgabenstellung Cryostat IR

Institut für Technische Thermodynamik und
Kältetechnik (ITTK)
Leiter:
Prof. Dr.-Ing. Karlheinz Schaber
KIT-Campus Süd | ITTK | Engler-Bunte-Ring 21 | 76131 Karlsruhe
Engler-Bunte-Ring 21
76131 Karlsruhe
Aufgabenstellung
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Web:
0721-608-4-2332
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www.ttk.kit.edu
Bearbeiter/in:
Unser Zeichen:
Datum:
Prof. Dr.-Ing. Steffen Grohmann
11.02.2015
Konzeption und Spezifikation eines Kryostaten für spektroskopische
Untersuchungen an flüssigen Wasserstoffisotopologen
Typ:
Masterarbeit
Art:
◾ ️ Literaturstudie
Betreuer:
M.Sc. Sebastian Mirz ([email protected])
Dipl.-Ing. Carolin Heidt ([email protected])
Aufgabensteller:
Prof. Dr.-Ing. Steffen Grohmann
◾ ️ theoretisch
◾ ️ konstruktiv
◽ ️ experimentell
Gegenstand der Arbeit
Künftige Fusionsexperimente werden in ihrer zentralen Plasmakammer Deuterium und Tritium fusionieren. Allerdings fusioniert nur
ein kleiner Teil der eingespeisten Mengen, bevor die Atome wieder
abgepumpt werden. Deshalb müssen pro Tag mehrere kg Tritium aus
der Brennkammer wieder recycelt werden. Eine wichtige Aufgabe
dieses Recyclingprozesses ist die Trennung der Wasserstoffisotope
(H,D,T). Zentraler Bestandteil der Isotopentrennung ist eine kryogene
Rektifikationskolonne, in der die Trennung der Wasserstoffisotopologe
bei ca. 20-30 K stattfindet. Zur Überwachung des Prozesses wird am
Tritiumlabor Karlsruhe (TLK) an einem Infrarot-Spektroskopie-System
gearbeitet, das die Überwachung der Konzentration des Tritiums und
der anderen Wasserstoffisotopologe in Echtzeit ermöglichen soll.
Flüssiges Deuterium
Neoneis
Flüssiges Neon
Zur Weiterentwicklung dieses spektroskopischen Messsystems wird am TLK ein neuer Kryostat benötigt, in
den auch ein Konverter für eine katalytische ortho/para-Konversion integriert werden soll. Im Rahmen der
Masterarbeit sollen der Kryostat, die optische Messzelle und der ortho/para-Konverter ausgelegt und
spezifiziert werden. Hierbei sind die speziellen Anforderungen des TLK hinsichtlich Materialauswahl und
Konstruktion zu berücksichtigen.
Die Arbeit gliedert sich in folgende Arbeitspakete:
Studium der physikalischen Anforderungen
Einarbeitung in die Grundlagen des Kryostatbaus und die anzuwendenden Regelwerke
Konzeption und Auslegung der Messzelle und des ortho/para-Konverters
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Universitätsbereich
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Präsident: Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka
Vizepräsidenten: Dr. Elke Luise Barnstedt, Dr. Ulrich Breuer, Prof. Dr.-Ing. Detlef Löhe, Prof. Dr. Alexander Wanner
KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft
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www.kit.edu
!2
Vorkonstruktion des Kryostaten unter Anwendung einer CAD-Software
Erstellen der Spezifikation
Übersichtliche Darstellung der Ergebnisse in der Masterarbeit und im Rahmen eines Vortrags
Die Masterarbeit wird am Tritiumlabor Karlsruhe auf dem Gelände des KIT Campus Nord durchgeführt.
Bearbeiter:
Name
Beginn der Arbeit:
frühestmöglich
11.02.2015, Prof. Dr.-Ing. S. Grohmann
KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft
www.kit.edu