Obbiettivo:

aiutare a capire i tempi necessari per la pulizia della macchina determinando le quantita’ di CO2, C, O in gioco

Nota:

dai dati di Maria Laura la migliore delle glow di test effettuate (3A, B=900 G) porta ad una rimozione di 0.142 g/h di C

Valutazione dei quantitativi in grammi di CO2 emesso in varie fasi (operazioni con plasma, stand-by sperimentale)

In questa analisi non si fanno ipotesi sull’origine del CO2 ma si immagina che:

1) del CO2 venga sollevato durante ciascuno sparo e gran parte immediatamente adsorbito sulle pareti (bassa temperatura)

2) durante la fase di stand-by notturna (alta temperatura) parte del CO2 adsorbito viene rilasciato

Inventario CO2 durante le operazioni di FTU (F. Sarto & B. Esposito, 6/8/2008)

• Per calcolare la quantità di CO2 netta prodotta (emessa) nella camera si parte dalla seguente eq:dn/dt= -(Sp/V)xn + n/dt

•dove n è il n di moli di CO2 allo stato gassoso nella camera e varia nel tempo t ed e’ misurato dal quadrupolo•Sp=1200l/s è la velocità di pompaggio•V=3000l è il volume della cameran/dt = rate di degasamento - rate di adsorbimento

• Se si integra tra due istanti t1 e t2 si può ottenere la quantità totale di CO2 prodotta nell'intervallo di tempo (t1,t2)n= PCO2xV/RT

dove:

R = 83.441 mbar l/°Kmole

PCO2 si ricava dal segnale del quadrupolo, attraverso opportuna calibrazione

• Nel seguito è stata assunta valida la calibrazione del quadrupolo per la CO2 relativa al periodo 1-15 marzo 2008 (si è assunto che la calibrazione sia stata fatta a 150°K, da verificare con MLaura)

n(t1,t2)= n(t2)-n(t1) + (Sp/V)x∫n(t)dt

• Sono stati selezionati i seguenti intervalli di tempo, corrispondenti alla emissione di CO2 osservata alla fine di una giornata di shots e quelli corrispondenti ad alcuni spari

• In tabella sono riportati i valori in grammi della CO2 totale emessa in ciascun intervallo di tempo

evento Tiniziale Tfinale CO2 emessa(°K) (°K) (g)

shot 12mar2008 16:38 105.4 101.5 0.0009shot 12mar2008 17:38 101.5 101.3 0.0000612-13 mar2008 18:30-6:30 99.95 106.4 0.019613-14 mar2008 18:40-6:40 93.26 107.4 0.024813-14 apr 2007 18:00-06:00 183.9 167.5 0.023412-13 apr 2007 18:00-06:00 88.00 101.8 0.0164shot 12 apr 2007 12:38 83.46 83.46 0.00003giornata di spari 13 apr 2007 98.64 89.15 0.0152

12 marzo 2008• Salita della massa 44 sul quadrupolo durante gli spari

problemi col quadrupolo oppure?

12/03/2008 16:2612/03/2008 16:3612/03/2008 16:4612/03/2008 16:5612/03/2008 17:0612/03/2008 17:1612/03/2008 17:2612/03/2008 17:36

2.5x10-8

3.0x10-8

3.5x10-8

4.0x10-8

4.5x10-8

5.0x10-8

-200

-190

-180

-170

-160 n44cal1

moli

Tmedia

12-13 e 13-14 marzo 2008

• Salita della massa 44 sul quadrupolo a fine giornata

• La pressione parziale di CO2 osservata è sempre molto al di sotto della pressione di vapor saturo della CO2 alla Temperatura media della camera (quindi non ci dovrebbe essere CO2 condensata se la temperatura media della camera e’ rappresentativa).

12/03/2008 14:3012/03/2008 18:3012/03/2008 22:3013/03/2008 02:3013/03/2008 06:3013/03/2008 10:3013/03/2008 14:3013/03/2008 18:3013/03/2008 22:3014/03/2008 02:3014/03/2008 06:3014/03/2008 10:30

1.0x10-8

1.0x10-7

1.0x10-6

1.0x10-5

1.0x10-4

1.0x10-3

1.0x10-2

-250

-240

-230

-220

-210

-200

-190

-180

-170

-160

PM44 Pvap

PCO2 (mbar)

Tmedia

12/03/2008 14:3012/03/2008 18:3012/03/2008 22:3013/03/2008 02:3013/03/2008 06:3013/03/2008 10:3013/03/2008 14:3013/03/2008 18:3013/03/2008 22:3014/03/2008 02:3014/03/2008 06:3014/03/2008 10:30

3.0x10-8

4.0x10-8

5.0x10-8

6.0x10-8

-250

-240

-230

-220

-210

-200

-190

-180

-170

-160

n44cal1 ###

moli

Tmedia

13-14 aprile 2007• Rilascio di massa 44 sul quadrupolo a fine giornata

• CO2 totale emesso= 0.02343 g in 12 ore

13/04/2007 16:0013/04/2007 18:0013/04/2007 20:0013/04/2007 22:0014/04/2007 00:0014/04/2007 02:0014/04/2007 04:0014/04/2007 06:00

3.0x10-8

4.0x10-8

5.0x10-8

6.0x10-8

n44cal1

moli

13/04/2007 16:0013/04/2007 18:0013/04/2007 20:0013/04/2007 22:0014/04/2007 00:0014/04/2007 02:0014/04/2007 04:0014/04/2007 06:00

1.0x10-7

1.0x10-6

1.0x10-5

1.0x10-4

1.0x10-3

80

90

100

110

120

n44cal1 nCO2vap

moli

TmK

emission/adsorption rate

12/04/2007 11:0112/04/2007 11:5812/04/2007 12:5612/04/2007 13:5312/04/2007 14:5112/04/2007 15:4912/04/2007 16:4612/04/2007 17:44

0.0

2.0x10-5

4.0x10-5

CO2 (moli/sec)

emissions rate - adsorption rate

x

12/04/2007 13:5312/04/2007 13:5412/04/2007 13:5512/04/2007 13:56

0.0

2.0x10-5

CO2 (moli/sec)

emissions rate - adsorption rate

x

periodo CO2 adsorbita (moli) (g)

shots 7:50-20:00 12 apr 2007 0.036 8.2e-4

shots 7:50-17:50 13 apr 2007 0.031 7.1e-4

periodo CO2 emessa (moli) (g)

shots 7:50-20:00 12 apr 2007 0.188 4.2e-3

shots 7:50-17:50 13 apr 2007 0.178 4.0e-3

Lo scopo dell’analisi e' di valutare le possibili quantita' in grammi di C e O che potrebbero trovarsi nella camera sulla base dell’analisi chimica dei campioni di polvere raccolti sul limiter poloidale

Possibile presenza attuale di C e O della camera di FTU (B. Esposito & F. Sarto, 28/7/2008)

IPOTESI

1) tutto il Li inserito nella camera, circa 100 g (e-mail Mazzitelli 28/7/2007) e' rimasto all'interno e si trova ora in forma di polvere simile a quella raccolta sulle mattonelle del limiter poloidale ed inviata per l'analisi alla Casaccia (campioni L e GL)

2) la polvere dei campioni L e GL e' rappresentativa di tutta la polvere presente all'interno della macchina

IPOTESI

3) si assume che il C e l'O possano essere presenti all'interno della camera nei quantitativi trovati nei campioni di polvere, secondo due possibili situazioni:a) ipotesi carbonio minimo:

- il carbonio si assume solo quello poveniente dai gruppi CO3 (misurato)

- l'ossigeno si assume proveniente dai gruppi CO3 e OH (misurato) e da ossidi (misurati i possibili elementi che formano ossidi)

b) ipotesi carbonio massimo:- il carbonio si assume assume proveniente dai gruppi CO3 e tutto il resto della polvere

(tolti gli altri elementi misurati)

- l'ossigeno si assume solo proveniente dai gruppi CO3 e OH (misurato)

RISULTATI

La figura mostra i quantitativi in peso di Li, B, C e O per i due campioni trovati: in ciascun caso sono mostrati i valori misurati. Per il C e O le barre di errore indicano i valori valori massimi raggiungibili nelle ipotesi 3a e 3b.

0

20

40

60

80

100

6 8 10 12 14 16 18 20

Campione LCampione GL

atomic weight

C

OLi

B