Institut für Technische Physik (ITEP)

Vakuumtechnologie und Prozessintegration

Betrachtungsperspektive der integrierten Entwicklung eines Vakuumprozesses ist der Gesamtprozess sowie das Zusammenspiel seiner Teilkomponenten. Beginnend von den Anforderungen an die Vakuumaufgabe werden alle Systemteile aufeinander abgestimmt, Optimierungspotentiale und Sensitivitäten der Sub-Systeme auf Änderungen benachbarter Systeme werden aus dem Gesamtprozess abgeleitet. Aufgrund der starken Vernetzung (Plant Life Cycle) kommt einer ganzheitlichen, disziplin-übergreifenden Betrachtungsweise sowohl inhaltlich als auch methodisch eine besondere Bedeutung zu.

Einem mehrstufigen Designablauf müssen nicht nur hocheffiziente Modelle zugrunde liegen, er muss weiterhin durch den Gebrauch experimenteller Daten aus verschiedenen Ebenen der Prozesshierarchie validiert und parametrisiert werden.  Experimentelle Daten sind unverzichtbar, um zwischen konkurrierenden Modellen zu unterscheiden, um Modelle zu identifizieren und um Unsicherheiten von Modellvorhersagen zu quantifizieren. Die Forschungsstruktur innerhalb des Bereiches wird daher so aufgestellt und weiterentwickelt, dass elementare Prozessfunktionen primär adressiert werden.

Ein Beispiel für diese Methodik ist die verfahrenstechnische Optimierung des Brennstoffkreislaufs mit interner Rezyklierung.

Unsere Kompetenz

Wir haben einen holistischen Blick auf die Prozessentwicklung von Vakuumprozessen, der es uns erlaubt, die Haupteinflüsse zu identifizieren und sie theoretisch oder experimentell abzubilden.

Ziel der integrierten Prozessentwicklung ist es

  • Forschungs- und Entwicklungsprobleme in den einzelnen Fachgebieten zu erörtern,
  • Wissenslücken, die die Lösung technischer Probleme behindern, aufzudecken und
  • Empfehlungen zu geben sowie Maßnahmen zu beraten, um diese Lücken zu schließen.

Derzeitige Langfristprojekte

  1. Entwicklung eines Simulators für den Brennstoffkreislauf des Fusionskraftwerks DEMO auf der Plattform Aspen Plus.
  2. Systematische Charakterisierung der Ausgasraten von Materialien im Vakuum.
  3. Entwicklung neuer Vakuumanwendungen für die neue Generation an Getter-Materialien.
  4. Design und Technologieentwicklung für die Vakuumsysteme an Fusionsanlagen.

Forschungsinfrastruktur

  1. Versuchsanlagen zur Charakterisierung von NEG Materialien im Labormaßstab (Anlage PEGASOS) oder im großen Maßstab (Anlage TIMO).
  2. Anlage OMA zur Messung von Ausgasraten.
  3. Vakuumlabor

Beteiligte Mitarbeiter*innen