Electron impact ionization of neutral and ionized fusion plasma constituents

Für plasmatechnologische Anwendungen (insbesondere einen zukünftigen Fusionsreaktor basierend auf dem Prinzip des Tokamak) und für die Radiotherapie wichtige Daten und Reaktionen wurden im Rahmen diese Projektes erstmals bestimmt und untersucht. Dabei wurden mit am Institut für Ionenphysik in Zusammenarbeit mit ausländischen Kollegen entwickelten theoretischen und experimentellen Methoden und Geräten die Wechselwirkung von Elektronen mit Atomen, Molekülen und Clustern (Aerosolen) untersucht und entsprechende qualitativen und quantitativen Informationen über die Elektronenstoßionisation bzw. die Elektronenanlagerung (d.h. die Bildung von positiven und negativen Ionen) erhalten. Desweiteren war es möglich bisher nicht bekannte Eigenschaften dieser Ionen zu studieren u.a. deren Zerfall (spontaner und elektronen-induzierter Zerfall) und deren reaktive Wechselwirkung mit Oberflächen (Entdeckung neuartiger Reaktionen). Insgesamt sind im Rahmen dieses Projektes im Zeitraum 1999 bis 2002 83 Publikationen in internationalen referierten Fachzeitschriften entstanden und wurden 42 eingeladene Fachvorträge bzw. 111 Posterbeiträge auf internationalen Tagungen präsentiert. Als besonders herausragende Ergebnisse sind u.a. die erstmalige genaue Bestimmung der Wahrscheinlichkeit für die Erzeugung von H- Ionen aus H2 durch dissoziative Elektronenanlagerung (wichtig für die Plasmaaufheizung von Tokamaks), der erstmalige Nachweis eines Phasenüberganges (und entsprechender kritischer Phänomene) von flüssig zu gasförmig (Messung der kalorischen Kurve) in Clustern (hier zeigt sich ein paradoxes Phänomen: Materie der Energie zugeführt wird, wird kälter!!!) und die Entdeckung, daß Bausteine der DNA z.B. (Uracyl) bereits durch energielose Elektronen zerstört wird, was weitreichende Folgen für die Bewertung von Strahlenschäden in Zellen u.a. in der Krebstherapie hat. Von besonderer Bedeutung für Fragestellungen in der Radiobiologie (Strahlenschutz) sind auch die ersten Messungen über die protoneninduzierte (bzw. wasserstoffinduzierte) Ionisation von Wassermolekülen und Uracyl unter Berücksichtigung der Ladung des Projektiles.