Afdeling der Technische Natuurkunde

Transcriptie

1 e Technische Hogeschool Eindhoven Afdeling der Technische Natuurkunde nventarisatie van het onderzoek 1984 en de onderzoekprogramma's 1985 CWB juh 1985

2 -. = AFDELNG DER TECHNSCHE NATUURKUNDE CWB-170 NVENTARSATE VAN HET ONDERZOEK 1984 met ONDERZOEKPROGRAMMA'S 1985 (eerder gepub1iceerd onder nummer NA/13038d.d. 2 april 1985) en het WETENSCHAPPELJK VERSLAG 1984 Uitgegeven door de Commissie voor de Wetenschapsbeoefening van de afdeling der Technische Natuurkunde, de CWB. ju1i 1985

3 N H 0 U D pag. A1gemene in1eiding Dee1 : NVENTARSATE Toe1ichting op de nventarisatie 1984 ndex en a1gemeen overzicht van vakgroepen, werkeenheden en projecten Per vakgroep en per werkeenheld gerangschikt: Dee1 : WETENSCHAPPELJK VERSLAG 1984 Wetenschappe1ijk vers1ag 1984: Kwantitatieve gegevens Wetenschappe1ijke productie 1984 Lijst van afstudeervers1agen over overzichten met kwantitatieve gegevens -7- (voor meer kwantitatieve gegevens zie Dee1 pag. 16) - projektbeschrijvingen - onderzoekprogramma's

4 -1- ALGEMENE NLEDNG De inventarisatie in dee1 biedt een momentopname van het afdelings- onderzoek in Bij vogt op CWB-150, dat het onderzoek van 1983 beschrijft. De richting waarin het afdelingsonderzoek zich in het lopende jaar mogelijk kan ontwikke1en, is aangegeven in de Onderzoekprogramma's 1985". Deze onderzoekprogramma's zijn in deze bundel opgenomen, echter niet als apart hoofdstuk. Zij worden vermeld onder het hoofd: "Plannen voor 1985", bij de projectbeschrijvingen van de werkeenheden. De "Onderzoekprogramma's 1985" werden eerder gepubliceerd a1s NA/13038 d.d. 2 april 1985 ten behoeve van de wettelijk voorgeschreven bespreking en goedkeuring in de afde1ingsraad. n dee1 is de afde1ingsbijdrage aan het Wetenschappe1ijk Vers1ag 1984 opgenomen. Namens de CWB, J.t.C. van Rest, Sekretaris. 1985/07/01

5 -2- DEEL NVENTARSATE TOELCHTNG OP DE NVENTARSATE 1984 n deze inventarisatie zijn de gegevens per vakgroep en per werkeenheid gerangschikt. Per werkeenheid is aanwezig: - een overzicht met een aantal kwantitatieve gegevens en met een opsomming van projekten, alsmede - een omschrijving van de projekten, de in 1984 behaalde resultaten en de plannen voor 1985 (de in 1984 geleverde wetenschappelijke produktie, alsmede de afstudeerverslagen in volgorde van diploma-uitreiking, staan vermeld in deel, resp. vanaf biz. 23 en vanaf biz. 39.) De werkeenheden (en vakgroepen) zijn gerangschikt op volgorde van de budgetnummer/kostenplaatskenmerken: 4000 NA 4103 NO 4200 ND 4300 N 4400 NR 4500 NT 4600 NV 4700 NM Algemeen : Projektgroep Natuurkunde & Samenleving der Natuurkunde Didaktiek der Natuurkunde Deeltjesfysica Theoretische Natuurkunde Systeem- en Regeltechniek Transportfysica Vaste Stof Analyse van Fysische Meetmethoden Ad: OVERZCHTEN VAN DE WERKEENHEDEN Korte toelichting op de rubrieken daarvan: Wetenschappelijk Korps: hier zijn de namen vermeld van het wetenschappelijk personeel, inclusief gasten, FOMmedewerkers, etc. Onder de jaarkolommen wordt de inbreng aan mankracht en kapitaal vermeld: - van wetenschappelijk korps en technische medewerkers wordt opgegeven: 1/100e van de som van de globaal geraamde percentages werktijd, die aan het onderzoek besteed is. Hierblj zljn de medewerkers van afdelingsburo, werkplaats en magazijn en de onderwijsgevenden niet meegerekend. - nvesteringen aan de hand van de maandoverzlchten, die de DFA verstrekt, heeft het afdelingsburo een jaaroverzicht gemaakt. Voor 1984 zijn de uitgaven van maand 1 tot en met "maand 13" gesommeerd investeringen, die na "maand 13" verrekend zijn, zullen onder de gegevens van 1985 worden opgenomen.

6 -3- - Studenten - Publikaties - Kont(r)akten - Onderzoeken hierbij is gerekend met: 1 THE-afstudeerder komt overeen met 2 HTS-afstudeerders, komt overeen met 4 stagiairs. Geteld z1jn de na een stage e.d. vertrokken studenten. de som van het aantal verschenen (b1bliografisch naspeurbare) publikaties 1s opgegeven. Verdere informatie verschaffen de overzichten (zie deel bz. 23 e.v.) Geaccepteerde, doch nog niet verschenen, publikaties worden vermeld in de lijst van 'overige wetenschappelijke aktiviteiten'. geeft enige informatie over de geformaliseerde relaties met andere instellingen en onderzoekers. de in de werkeenheid lopende (aangevangenl be~indigde) onderzoeken worden hier vermeld, waarbij het getal voor de "punt" het startjaar aangeeft. Achter de "punt" komt een volgnummer. in de kolom-!- betekent 'S' dat bij het Asp betreffende onderzoekprojekt studenten betrokken (kunnen) zijn. Onder 'Asp' wordt aangegeven welke van de hierna volgende aspekten op het projekt van toepassing zijn. BMGT Ergonomie nformatica nnovatie Energie Milieu Materiaalkunde Veiligheid Ontwikkelingssamenwerking Wetenschap, techniek en samenleving Plasmatechnologie BMGT ERGO NFO NNO ENER MLl HATE VEL ONTW WTS PLAS onder de jaartallen wordt vervolgens in het kort aangegeven hoe het betreffende onderzoek zich in dat jaar ontwikkelde. Suggesties ter verbetering van deze inventarisatie zullen in dank aanvaard worden. J.L.C. van Rest, Sekretaris CWB.

7 lz NDEX EN ALGEMEEN OVERZCRT VAN VAKGROEPEN, WERKEENHEDEN EN PROJEKTEN Vakgroepen/werkeenheden en projekten 4000 ALGEMEEN NA 4001 Afdelingsbureau 4002 Afde!lngswerkplaats 400) Afde!ingsmagaztjn 4004 Projektgroep NATUURKUNOE EN SAMENLEVNG Projekten: 80.2 Fyste. en de bewapen!ng 4005 Fyalkawlnkel 4100 Onderwljs 4102 Collegedemonatraties 4103 DOAKTEK NATUURKUNDE NO Projekten: 73.1 Praktlkum en Bchoolonderzoek 74.3 PraktlkU11 en elndexal11ens 81.1 MENT-projekt 81.2 Veldwerk 82.1 Met leren opioasen van natuurkunde vra"gstukken 82.2 Natuurkunde en technlek 82.3 Keuzeproces en exsl11envakkenpakket 84.1 De komputer n het natuurkunde-onderwljs DEELTJESFYSCA NO Sekretariaat en Algemene nstrumentatfe Atoom- en Plasmafysica B. Evenwichtamodellen en transport in plasma's Projekten: 80.1 Turhulent!e en tranrport n botstnp,satme plasma's 81.1 Botslngastralfngsmodellen en fluorescentte 81.2 Thermtsche plasma's Al. J l1eelt1esproduktie n een kleine holle kathodeboog 81.4 Elempotenan~lyse met ep 81.1 Onrlerzoek ~~o een rlfffuse vacuumhoog Al. J Turh.. l('ntie tn MilD ~enpr~toren A4.1 M~~neptvelrl ~eneratle n plasma's Bz b. Elementaire processen in gasontladingen Projekten: 75.2 Botsingen met elektronen (tbeoretlsche berekeningen) 77.1 Bdelgas-metaa1damp-laser 80.1 NegaUeve corona in lucht 82.1 Plaama-etsen en plasmadepositle 83.1 Bnergieverdellng in zwak getoniseerde plasma'a 84.1 Plasmadepositie Atomalre en 'optische wiaaelwerking Projekten: 72.2 Elaatiache botaingen 72.4 Camputertoepassing 73.3 Supersone uitatraming 75.1 Plasmabron 78.1 Kleurstof laser 81.1 Penning lonlsatie/excltatie-overdracht 82.1 Reactieve inelastische botbingen van metabtabiele edelgaa atomen met moleculen 84.1 nelsbtische veratroo1ing van kortlevende atomen Experimentele Kernfysics/FOM-K-V ProjeHen 72.1 Gepolariaeerde bundelb met cyclotron 81.1 StralingBhygi~ne CyclotrontoepasBingen s. Versnellertechnologie en bundeldynsmica/fok-k X (4905) Projekten: 82.1 Mtnicyclotron, projekt LBC 83.1 Bsandynsmica (.B.m. KFA JUlich) b. Tracertechnleken Projekten: 72.1 KryptongaBontladingen en afterglow 80.1 Ret ringkleurbtoflasersysteem 81.1 Kr-Rb converste 82.1 Drie-dimensionsle golffrontenreconstructie 82.2 Proton-vefstrooiing aan krypton gsstsrgets foues c. Element-analysemethoden Projekten: 77.1 Mtero-bundels en elementanalybe d. Neutronenbundels Projekten: 81.2 Neutronbundels 82.1 Collimatoren voor gamma camera's e. sotopenproduktie Projekten: 74.1 Produktte kortlevende isotopen en intree H t! t:\. Htl X 1(1) t! t-' klq n> S n> n> t! 10 1< n> ti N 11-'" n ::r' rt 1< t! 1<,... klq.; 10 n> h::) n> t!... ~ n> t;,... 1(1) n> t! ::r' n> t:\. n> t! n> t! h::) t; n>,... rt n> t!.r:

8 Bz Cyclotronbedrijfsgroep PrOJekten Bediening en n bedrijf houden cyclotron Bundelscanners 80.1 Magneetveldstabllisatie 80.2 Bedteninga- en bewakingssysteem Automatlsering cyclotron Ekstraktor 84.1 RuimtebeveUiglngasyateem 84.2 Fase meet- en regelspparatuur Berekeningen t.b.v. nstelling cyclotron Wstersloten 4208 Fyslsche nformatieverwerking FV Projekten: 79.1 Software voor experimenthesturlng 79.2 Hardware-ontwlkkellng 82.1 Bralnware m.b.t. experiment en computer 4300 THEORETSCHE NATUURKUNDE N ';01 Projekten: 75.1 Ksssleke mechanica en mathematische fystcs 75.2 Fundamentele problemen n de quantummechanlca 75.3 Theoretlsche plasmafyslca (en nterafdellngswrkgroep) Vartatie methoden voor de nlet 1neaire vergelijklng Molecuulfysica 77.2 Gekoppelde kanalenherekeningen 80.2 Quantumverschljnselen n atomair waterstofgss 82.1 Quantumbotsingsproblemen in neon-gas 83.1 Quantumtheorle van de vaste stof Quantumtheorie van de vaste stor Twee dimensionale lange golflengteverstrooling Splngolven n verdunde plasma's 84.3 Golfverschijnselen SYSTEEM- EN REGELTECHNEK NR Produktiebeheeraing Projekten: Stabilisering continue, stationaire processen nabij grens Methodologie expertmenten modelbepaltn~ Fledhele automattserlng tn de procesindustrte Warmte-technlsche systemen Dverse aysteem- en rege1technlache onderwerpen TRANSPORTFYSCA NT Klnetlsche tneorie ProJektl'n: 75.1 KinPttscne tneorle van elektronen n pen ge~eeltelljk R'Toniseerd gas 79.1 KinetlRcne theoerle van transpnrtprocesren n nlet dea e plarms'" R4.1 Oeelt.lps n fltromlngen B1z Oaadynamica en achokgolven Projeltten: 74.1 Deelname nterafdelingsprojeltt -RartltlepprotheBen" 79.1 Schokgolfvoortplanting in een nevel 79.3 Aero-altnestiBche Btromingen in gasleidingen 79.4 Golfvoortplantlng in poreuze media 81.1 Deelnase interafdelingaprojekt "Vroegtijdige detectie van athero.clerose" Windenergie Projeltten: 72.2 Universitalr onderznek wlndenergie (4902) 75.1 Onderzoelt windenergle ontwikkelingblanden (Miniaterle) 84.1 Samenwerkingsprojekt UNA-Antillen Turbulente tranbportverschijnselen ProJekten: 76.1 Onderzoek near het gedrag van koherente structuren n het wandgebied van een atationair turbulente grenslaag 78.1 Onderzoek naar lnvloed ruwheid op structuur turbulente grenslaag 79.1 Onderzoek near de efficiency van houtkachels voor de ontwlkkelings1anden (lnterafde1ingswerkgroep) 81.1 OzonviBuaiisatie in luchtstromlng 81.2 Wrijvingsvermlndering door van microgolven voorziene wsndoppervlakken Kookverschijnselen en 2-fssenstromlng ProJekten: 77.1 Bel-generatie met pulaen bij hoge onderkoellng 77.2 Electroytlsche gasontwikkellng bij geforceerde circulatie 79.1 Onderzoek aan helgroei, -impuls en -fragmentstle 80.1 Groef en dynamisch gedrag van dampbellen aan de wand 84.1 Chloorproduktie via electro1yse VAST! STOr NY Secretsriaat en Algemene nstrumentatle Fyaics van oppervlakken en grenslagen Projekten: HS-structuur Segregatleverschijnselen Oppervlakte onderzoek met lonenver.trooiing StF4-projekt Onderzoek van p.u.- en Norylbladen Rtsen van polykristallljn silicium 84.1 Bronspoeder 84.2 Coating turblneschoepen 84.3 Harde deklsgen op kunststoffen 84.4 Dunne metasllagen V

9 Bh: (Hagnetlsche) ordeningsverschljn.elen/foh-werkgroep VS-E Projekten: 75.2 Fase-overgangen en krltlsch gedrag 77.1 Hetaal-isolator en spln-peierls overgangen 78.1 Constructief-technlach onderzoek 78.2 Verkennend onderzoek 80.1 Fystca van eindige systemen 81.1 Semimagnetische halfgelelders 82.1 Solltonen 82.2 Hodelsystemen 84.1 Superrooster en multl1agen 84.2 Microcalorimetrte 4604/08 Halfgeleirlerfyslca Projekten: 79.1 Kristalgroei en preparstuur 79.2 Elektrlsche transportverschijnselen in kleine bandafstand halfgelelders Optische elgenschappen van kleine bandafrtand halfgeleiders Semimagnetlsche halfgeleiders Submic ronfysica Externe photo quantum efficiency 4702 (9155) NatuurkUndlge meetteehnleken n bioaediseb onderzoek: Oppervlaktespanningen (en nterafdelingawerkgroep Honolagen) Thermodllutie Taaisll jmzieitte Neuromagnetlaebe dataproceasing; heraenonderzoelt Dlffuale en oplosbaarheld van gassen in water en in electrolyten Beenmerg (kanlteronderzoek) Toepassen van onderwijservarlngen/onderwijatechnieken: Nieowe vormen voor leerstof N8: Voor kwantitatleve gegevens zie Deel. pag Kryogene Technleken Projekten: 81.1 Wederkerlge wrijvlng n 3Re- en 4l1e-mengsels 81.2 Kleine koelers 83.1 Neutrale excitaties n helium 84.1 Thermodynaroische elgenschappen van 3He- 4He mengsels Fysische Materiaalkunde Projekten: 75.3 Technologie kristalgroel en sinterprocpssen van oxyden 75.4 Structuuronderzoek met behulp van diffractletechnleken 75.5 Magnetlsche anisotropie en magnetostrictie 75.6 Oefecten n oxyden 75.7 Electrlsch transport in ferrosplnellen 78.1 Transporteigenschsppen van aluminaten 80.1 ESCA, Auger en SMS 4609 Kryogeen bedrljf ANALYSE VAN FYSSCHE MEKTMETROOEN NM Projekten: 4701 Fundamentele storingen 72.2 lalansen R4.1 Ntet fundamentele 8tortngen r.elutrlhtntler AdAir-con~tante Nlprrllalyse-onder~oek Mlrro-an~mometrle voor 02/hemoglnhtne evenwicht 0" r

10 [-NV-E--NT\-R-S-\~-[-E-V-A-N- ~~:;-~AKGROEP: -- nr: ONJERZOEK GROEP: nr: (CWl-enquete) ~~~-=~~~atu_~rkunde en Samenleving,--_"_r-:-:_4_0_0_4_----l Wptpnsch. Karps: Groepsleider: W~tS: Ltd' ers: Of' t;ul tcr Wetenschapp. Korps T, chn. Med<?wcrkcrs Kf 1. [nv<?slcrin en Studenten Pub i kat ies Kont(r)akten: 2 S 1981 D,S 8 3 S Stuurgroep B.M.D. Studium Generale Kath.Univers. Nijmegen ,5 Projekten.J.t!:i -'_98~_~J q~ Deze projektgroep betreft een afdelingsaktiviteit die niet tot bet vakgebied van een der vak-.aroepen bl!lloor~ '- 1 2S ,9 0,9 4 st. -_. _1._2 -L_~ so: 2 en de S lopend onder topcnd onder lope-n d--o-nd -e~--o-p-e-n-d i bewapening zoek zoek zoek onderzoek H. Radioaktiviteit in slib S lopend onder tijdelijk ge's topt gestopt Samenvatting: Tn het voorjaar van 1981 werd het college 'r.eschiedenis van de kernbewarenin!!' voor het eerst p,egeven. ~indsdien zijn er verschillende detailstudies over de wapenproblematiek en de hetrokkenheid van de natuurl<undil!en hij de wapenwedloop verschenen. Dit alles zal uitmonden in een hoek met als titel 'De nucleaire erfenis'. Resultaten hehaald in 1984: Van dit hoek is circa 80%, dat wil zeggen 400 pagina's, geschreven. ~lanning voor 1985: Ret hoek zal in septe~her 1985 verschijnen. H.2 Energie- YE'ndement kerncentrale S fronding in uni 1982 lopend onderzoek afgerond 81.] Kernbewapeen de WWR S afronding in december ' il2. li.2 Kernbew.1p~in de natuur kunde-es r Deskundigen- - PO k ' rnenc r- i\i<' \ 1!- fl/. -l \4.. rkk" "gt' KU!:l1 afgerond afgerond -...,J

11 r -,',,- lid,.;,\ ~- ",''',,!',;<.(JE. : i h'b ~~nqu~t \') V --;; \ /(, ns<:o"''. Koq's., _.' i VAKGROU' DlJAKTEK NATUURKUNDE, eroe!' : WEKKEl::Nl:\Elll: \";'f{ ll}wli. Kurps: r.rof'pslejd( r: Raat WM - vast: Verkerk WM - tijd.: Lensink(tot -aug),alting(v..s-6) Udo (v.a 5-10 De Vries {v.a.l sept 14Rlj 191\: ,8 1,9! 1,7 1~ ('lhl. M"'uf"werkL'rs 0,2 0,1 0,1 0,1 ~; ud (l n ten 3 S t ag l 3 stag. - t 3 stag.,. _ 3 2 t - 2 Publ ikat ips ~1"~.:..2_lV_C_'N_'t!:.,:.r;;.it~l!2.e:.:':.:._- ' -a:rs;':.:.-»" 'r'ars:'~t:-.-_-+",-_"!..!i.::::.5::!9~8=":!:fh!.:t~ -l Konl (r) aittell: Havo- en VWO-scholen Kontrakt-research Minist. O&W NLO-Eindhoven Proj()kten of..l. AH Prakticum en S schoolonderzo k 71,."3 'rakticum en eindekamen RO. A.V.-apparatuur <J in uitvoerin in uitvoe- gedee1telijk (gedee 1 te lij ring (gedeelrafgerond voortgezet ke afrond!n telijke af- ronding). in ititvoerin in uitvoe- '.edeel~eiijk ing (gedcel':' ring (gedeet1 ~fgerond "-~ltelijke afron tel ijke af- ' voortgezet ing) ronding) S in uitvoering J voorlopig afgehloten i 1985, _-_. _.,,-- NVENTA{[SATE VAN HET VAKGROEP : DDAKTEK NATUURKUNDE Y!!!::!!i!!sH!!! ONUERZOEK GROEP (CWB-enquete) WERKEENHED: Projekten ~ Keuzeproces examenvak- S in voorberei voorlopig kenpakket. in he ding afgesloten - bijz. naatuurk f--- scheikunde en r---"'iskunde De. komputer uitvoe.ring in het na- begonnen tuurkundeonder- f--- wijs i i 11 voorht,- --~- f--- f _-_..- B. 1 MENT-pro j ekt ~1.2 Veldwerk S L 2. Uet!pren op- S 1 ns~('n v;ln tu!lrkuudp vraagstukk{"n. r2.? Nat l11rkllnd('.. n 5 ( t "('1111 i,.k, j in voorbere' uitvoering ding ibegonnen in Uitvoerinr in voorbe- i~ uilvoe- : in uitvoedn reiding rlng. in ui tvoeri",~ : rt.' ij i ng voorlopig afgesloten in uitvoering i. """00,,.1 in uitvoerink in uitvoe-, ring,,----_.... "--. "~---~~ f--- f--- f--- -,_._-_.. - f..--~ f >--- t ~ "... _- 2 f , ~-~~ -.~--.- ~

12 NO-4100 Didaktiek Natuur~unde NO De vakgroep NO verricht vakdidaktisch onderzoek, dat wil zeggen, onderzoek op het gebied van het onderwijs in de natuurkunde. Hoewel het onderzoeksterrein zich aanvankelijk beperkt heeft tot dat onderwijs waarvoor eerstegraads natuurkunde-eraren opgeleid worden (Havo, VWO, HTS) wordt gezocht naar mogelijkheden om ook het tweede- en derde-graadsonderzoek (Mavo, LBO, MBO) aandacht te geven. Het belangrijkste doel van het vakdidaktisch onderzoek is een bijdrage te leveren aan de verbetering van de praktijk van het natuurkunde-onderwijs. Een tweede doel is om de studenten in de n.1tullrkunde, speciaal de aanstaande leraren de mogelijkheden te bieden om vakdidaktisch onderzoek te doen tijdens hun opleiding, waardoor zij later bij de litoefening van hun beroep beter kunnen funktioneren. Er wordt onderzoek verricht met als doel de vermindering van de achterstand van meisjes voor wat betreft het deelnemen aan de studie van de natuurkunde (en de techniek); het MENT-projekt. n het projekt 'Natullrkunde en Tecl.niek' wordt aandacht gegeven aan de plaats van'techniek' in het natuurkunde-curricllmn van jarigen in het avo-vwo. Samenvatting: n het schoolonderzoek op havo- en vwo-scholen zitten nogal wat mogelijkheden van examineren. Zo kan het praktikum als onderdeel van het eindexamen opgenomen worden in het schoolonderzoek. Er wordt geexperimenteerd op welke manieren dit kan gebeuren, welke praktische vaardigheden worden getoetst. De groep vakdidaktiek heeft een samenwerkingsverband met 7 scholen uit Eindhoven en omgeving. Leerlingen uit de eindexamenklassen maken praktische toetsen die in samenwerking ontwikkeld zijn. De resultaten worden met behulp van de komputer (RC) geevalueerd. Resultaten behaald in 1984 Er is gerapporteerd over het onderzoek, dat in 1983 gedeeltelijk afgerond is met een dissertatie. Plannen voor 1985 Wanneer er belangstelling is van de kant van studenten zullen praktikumtoetsen ontwikkeld worden die geschikt zijn voor het schoolonderzoek. Deze toetsen bestaan uit een uitvoerings- en een uitwerkingsgedeelte. Samenvatting: Dit onderzoek hangt nauw samen met 73.1, is daar enigszins mee verweven. De vraag is of praktikum in de bovenbouw, dus ook praktisch schoolonderzoek, we nodig is. Toetst het praktisch schoolonderzoek signifikant andere facet ten van fysische kennis en inzicht bij de leerlingen dan een schriftelijk examen. Hiervoor worden onderdelen van de ontwikkelde toetsen met elkaar en met de resultaten van het CSE vergeleken m.b.v. komputerprogramma's. Resultaten behaald in 1984 Op grond van het onderzoek Zljn aanbevelingen gedaan m.b.t. de omschrijving van praktikum schoolonderzoek in de eindexamenprogramma's mavo, havo en vwo. Verder is er gerapporteerd over het onderzoek zoals in 73.1 reeds opgemerkt is. Plannen voor 1985 Zolang de aanbevelingen m.b.t. vorm en inhoud van het praktikum ~choolonderzoek nog niet geleid hebben tot een algemene erkenning zal het onderzoek voortgezet worden. Er wordt samengewerkt met eindexamenprogrammamakers en leerplanontwikkelaars. 1 \0

13 Samenvatting: Regelmatig wordt door de Vakgroep ingespeeld op onderzoeksvragen aangedragen door het veld, meestal door natuurkundeleraren. Hieruit komen vaak korte onderzoeksprojekten voort; in sommige gevallen echter oak meer otwangrijk ondel:zoek. Er is gewerkt aan een verantwoord lespakket "natuurkunde en muziek" bedoeld om conservatoriumstudenten de fysisl'he achtergronden van veel verschijnselen in de muziek te laten begrijpen. Verder is een bijdrage geleverd aan het thema satellieten VOOl: de bovenbouw vwo. Nu is aandaeht besteed aan hemelmechanica, in het bijzonder de banen van satellieten is begonnen met het ontwikkelen van een proef voor het natuurkundepraktikum voor T-studenten met mogelijke toepassing op het vwo. Plannen voor 1985 Het lespakket "natuurkunde en muziek" zal afgerond wotden. Nieuwe onderwerpen zullen opgepakt worde~. Met name zal gezocht worden naar mogelijkheden om leraren materiaal te versrhaffen om meer samenlevingsaspekten in hun natuurkunde-onderwijs re laten opnemen. ~!~l ~~!:2~~i~! ~~!:_~!!i~!1_~!!22~~2~!_!n_!! h!!!! Samenvatting: Meisjes hebhen vergeleken met jongens in het onderwijs in natuurkunde (en teehniek) een aehtel:stand. Dit hlijkt ondermeer uit een geringere deelname en lagere studieprestaties in natuurkunde in het algemeen voortgezet onderwijs. Het MENT-project wil bijdragen aan het reduceren van deze aehterstand. De nadruk valt hierhij op het middelhaar teehniseh onderwijs en op het 2e en 3e leerjaar van het algemeen voortgezet onderwijs. Resultaten behaald in 1984 De MENT-voorbeeldlespakketten zijn verder ontwikkeld; een tweede versie wordt geevalueerd. Er is een studiedag georganiseerd veer emancipatie- en beleidsmedewerksters in het enderwijs. Er zijn bijeenkomsten geweest met decent en in het kader van de nascholing. Er wordt deelgenemen aan en het secretariaat gevoerd van het Platform Meisjes en Techniek. Er is een start gemaakt met onderzeek over de positie van meisjes op het MTO. Samenvatting: Het doel van het onderzoek is na te gaan 11<>1' de komputer het best in de natuurkundeles past in het bijzonder op havo- en vwo-scholen. Hierbij wordt in eerste instantie g('dacht ailn p.,ehruik bij praktikumen dernonstratieproeven, dus besturing van experimenten, rer.istratie van meetgegevens en verwerking van meetg<'g<'v('ns. '1aar simulatie van experimenten past in het karler van het onderzoek. Hoewel er veel komputerapparatullr is dat geschikter lijkt voor het bedoelde gebruik, gaan we uit van een eenvoudige, goedkope en op seholen reeds veel ge'bruikte mikro-komputer, "de commodore-64". Resultaten behaald in 1984 Tn samenwerking met de didaktiekgroep van de Universiteit van Amsterd<1'1 is een voorlopig onderzoeksplan opgesteld. Leraren zijn reeds ingeschakeld en er is een goed funktionerende opstelling opgeoouwd. Plannen voor 1985 Epn propr ontwlkkeld door de UvA zal op de sl'ho!'en uitgetest worden. Vpnlpr 7,<11 t('nmin5te een regeltel'hnisl'he pr<wf ontwikkeld worden. 'r "'"l koordill('rend g<"werkt worden m.h.t. ""t gebruik van de commodon- -n/j in de nntuurkllodeles. Evaluatie en revisie van de voorbeeldlespakketten bij het avo/vwo. Voortzetting van het onderzoek op het MTO. De eerste resultaten zullen in april op conferentie GASAT-3 (Londen, 1985) worden gepresenteerd. Binnen het Platform Meisjes en Techniek het uitwerken van beleidsaanbevelingen naar 0'. en W. met be trekking tot het MTO en het avo/vwo Natuurkunde en Techniek Samenvatting: Het is van belang in het natuurkunde-onderwijs aan 12- tot 18-jarigen meer aandacht te geven aan de techniek. Het projekt "Natuurkunde en Techniek" wi1 hieraan een bijdrage geven. De aandacht gaat vooral nsar de leeftijdsgroep van 12- tot 15-jarigen. Resultaten behaald in 1984 Het projekt is effektief gestart. Er is een groat deel van een attitudemeting uitgevoerd om het beeld van en de houding tegenever techniek van tweedeklasleerlingen in het avo/vwo te bepalen. Aanzetten voor de konstruktie van ongeveer 6 voorbeeld-lespakketten voor natullrkunde zijn gegeven. Plannen voor 1985 Oe attitude-meting zal worden afgerond. Tevens wordt begonnen met de konstruktie van een aantal voorbeeldlespakketten, waarvoor zich een tiental docenten hebben opgegeven. Aan het begin van de cursus '85/'86 worden deze lespakketten op seholen uitgeprobeerd.... o

14 ND-4200 n de vakgroep Deeltjesfysica worden zowel de gebieden kernfysica en kerntechnieken als plasma-, ateom- en melecuulfysica bewerkt. Het onderzoek in deze als het ware dubbel-vakgreep vindt dan oak plaats in de twee coneentratiepunten : "Kernfysische teehnieken" (KFT) en "Plasma-, steom- en molecuulfysiea" (PAM). Voor beide zijn aanmeldingen in het kader van de voorwaardelijke financiering toegekend. n de vakgroep funetioneert de 0 & O-commissie. Aan deze commissie worden ter voorbereiding van de besluitvorming door het vakgroepsbestuur belangrijke beleidskwesties voorgelegd. Meer op uitvoeringsniveau opereert in de vakgroep een finaneiele eommissie, terwijl op wetensehappelijk terrein regelmatig een vakgroepscolloquium wordt gehouden. concentratiepunt KFT Het beleid van de groepen in het cyclotrongebouw ontwikkelt zich verder in de dehting van concentratie rond "Kernfysische technieken". llet huidige scala van onderzoek varieert van zeer fundamenteel tot technisch toegepast en wordt gesteund door apart toegewezen middelen voor het cyclotron en door externe finaneiering uit 2 e en Je geldstroam. De bedrijfskosten van het cyclotron worden sinds 1981 met een geoormerkt bedrag in belangrijke mate door de regering betaald. Ter vcrdere verlaging van de kosten voor de afdeling alsmede ter bevordering van derde geldstroomonderzoek wordt het cyclotron een vastgesteld aantal uren per week verhuurd aan de Stichting CYGNE. n de verhuurde tijd worden isotopen voor medisch gebruik geproduceerd. Met de ter beschkking gekomen middelen bleek het mogelijk de bedrijfszekerheid van het cyclotron hoog op te voeren. Het streven van de vakgroep blijft er op gerieht de bedrijfskosten voor de afdeling verder te verlagen. Ais gevolg van het beschikbaar kamen van eniga personeelsplaatsen is let onderzoek op typiseh venmellergebied <'n het onderzoek aan gas targets in pcn V(?Tsterkte positie terecht gekomen Met betrekking tot de formatie van kroondocenten bij KFT is het vakgroepsbeleid er op gericht om na het verdwijnen van Experimentele kernfysica een hoogleraar op het gebied van de technische fysische toepassingen van cyclotrons aan te trekken. Cancentratiepunt PAM Zoals eerder werd opgemerkt heeft de THE landelijk een sterke positie als centrum van niet-thermonucleaire plasmafysica en de groep atoamen plasmafysiea is hiervan een natuurlijke kern. Door de steun van FOM en STW wordt bet onderzoek op de gebieden plasma-etsen en depositie, corona-ontlading en MHD niet-evenwicbtsplasma's aanzienlijk versterkt. Er is een intensieve samenwerking met andere vakgroepen van de afdelingen N, E en W in de nterafdelingscommissie Plasmaonderzoek en -technologie. Ook de groep Atomaire en Optische Wisselwerking (voorheen Molecuulfysica) opereert met groeiende steun. vanuit de Ze geldstroom m.n. vanuit de FOM-WGM Atoamfysica. Binnen PAM is er een ontwikkeling naar meer verband tussen de aspeeten elementaire reacties, dynamische transport en toepassing. Samenwerking met Theoretisehe Natuurkunde blijkt van veel belang en vruchtbaar te zijn. Met betrekking tot de kroondocentensituatie rond PAM is een benoemingscommissie aetief geweest voor de vervulling van de aanwezige vacature. Groep FlV n de vakgroep is in 1984 een onderwerpgroep (FV) opgericht op basis Yen een gelijknamige werkgroep die veel service naar binnen en buiten verleent. Verdergaande inpassing van dit werk in het afdelingsbeleid door fysische informatietechniek (FT) is zeer wenselijk. De financiele armslag voor de vakgroep als geheel, met name vanuit de )e geldstroom blijft (te) klein, mede in verband met terugbetalingen; de ZOT!, voor handhaving van de technische infrastructuur blijft aanzienlijk. Ook de blijvende terugloop van personeel blijft zorg geven en houdt het ri s i co in van ontoe 1 aatbare vermindering van wetenschappe lijke aed vi tei ten 01' lll't gebied van KFT, PAM en FT1. Eindhoven, januari 1985 z: c

15 ~~E~TARSATE VA~ HET ONDERZOEK (CWB-eoquete) - VAKGROEP : DEELTJESFYSCA GROEP : WERKEENHED: Algemeen overzicht -12- or: 4200 or: or: -12- ~~_t_ud Publikaties i 40! ,6 25, 3+?( ,94"" 14,S+pm 6 3+?(4207~, 5,25 94,6 169,3 i. 193, FO~ 37~, i 34~ ~9 afst.) ' e_n_t_e_n +- ~2:~.3L.5~ +ii ~~ ~------~----~ ~ ad *': 19,23 e, 5,46 2e, 2,25 3e geldstroom Bovenstaande getallen zijn de totalen van de vakgroep. De getallen vermeld onder de werkeenheden op de volgende pagina's zijn deelgetallen hiervan. De vakgroep Deeltjesfysica bestaat uit de volgende eenheden: 4201 : 4202: 4203: 4204: 4205: 4206: 4207: 4208: Secretariaat en algemene instrumentatie Groep Atoom- en Plasmafysica met de werkeenheden: a Evenwichtsmodellen en transport in plasma's b Elementaire processen in gasontladingen Atomaire en optische wisselwerking Experimentele Kernfysica Groep Cyclotrontoepassingen met de werkeenheden: a Versnellertechnologie en Bundeldynamica (voorheen Automatisering b Tracertechnieken c Elementenanalyse d Neutronenbundels e sotopenproduktie en Baandynamica) voorheen: Tracertechnieken was: Theoretische Kernfysica. Tm 1982 in de cijfers meegerekend Cyclotron bedrijfsgroep Fysische nformatieverwerking, FV.(voorheen Computer bedrijfsgroep) Vllkgroep Deeltjesfyalcll (ND) hoogleraren buitengewoon hoogleraar wetenschappelijke staf medewerkers FOMiSTW dr.ir, H,l, Hagedoorn. dr. O.J, Poppema. dr,ir, O.C, Schram, dr, N,F, Verster dr.ir J.J, de Goeij dr, H,C.w, Beijerinck. dr, C,M Shab, dr.ir, R.L,P, v,d Bosch, drs, WA Bruil, ir, Th,G,M,H, Oikhoff, ir, p van Ooremalen, drs, J,H Emck. ir, W, van Genderen. dr, H,JL Hagebeuk (2), dr, P,J. van Hall, dr.ir J,A van der Heide, dr. F,J de Hoog, ir, AG,M, Janssen, dr S,S, Klein. ir, W, Kleeven. ir, J,H, Kramars, if J,P,C. Kroon, ir, M,P,. Manders, ir. p, vd, Monel, ir JJL Mulders. dr, G,J. Nijgh, dr, J van de Rae, mevr drs R.MAL. Schuller-Petit, dr, L.WG Staenhuijsen, dor, B van der Sijde, ir. C,J. Timmermans. ir. P.M, VallinQa. if. J.H Voskamp, ir, AJ. Wltsenboer,,r, G,P.J Wijnhoven F. T. B,sSChops. ir, B Gravendeel, ir. J.C,M, de Haas, G.P.H. Hamars. R. Janson, ir. GMW Kroesen, or W.H,L. Moonen, ir. CWAM. van Overveld

16 f- W,NTAH 1 S,\T re :JNJEHZUEK ;\~B-t'nqui'l ') VN ET [. ;AKCk;H;1,aWE' :.. 1 WERK~_!<;NnEP: Wctl'nsch. Kllrp": Groerslcid, r: D.Schram JEELTJESFYSCA nr' Atoo~ en plasma-fysica nr; 4202 a Evenwichtsmodellen en transp?rt nr:' in.plasma ~ _'_' '_'~'~_ WM - vast: v.d.sijde, Tinunermans Gast: Tasa WM tiid.: 'l.d.uortel, V.d.Uullen (v.a.15-12). Gielen(samen met N:Q Wl'tl'nschapp_ Korps :~:. '~::' [_ ~94~:~~-~r-- ~9::=-~ : ~~B5-= '" *.,.. --, "[','chn. M,'delolerkers 1,8 2 1,6 1,6 K~l. [nvesteringen 0 'OM:?:... 5,,_ ::=2~8:+:1 +Sr=:55:.:-::-+:.r=":"':t- - a sri 61 afst. nfst Studenten stag) 8 stag.- 4!~!g Pub! ikaties : HT~ " Kont(r)akten: FOM-Nieuwegein. Univ. v.dusseldorf (Uhlenbusch) Philips-Nat-ab (chem.analy~e gr gasontlad. gr.) Univ. Greifswald, Univ. Kiel, Univ. Montreal F~ ntra TH: eie Plasma-onderzoek en technologie met 1. a. werkgr. en TN-V 7S. Holle kathod beeindigd boog ontlad. S _.- NVENTARSATE VAN HET VAKGllOEP : y!!:y!.!!g!!!!!! ONDERZOEK GROEP (CW~-enquihe ) WERKEENHED; Evenwichtsmodellen 4202 a Projekten tak ~ 1985 Diffuse vacuum- S aanloop, meetfase proefschrif beeindigin~ boog. begin meet- begin proer + publieka-!!!d~:.! --- fase schrift. ties 8\ Turbulentie aanloop meetfase meetfase ahlui ting in MHD MHO, begin --- cascadeboog 84.1 Magneetveld aanloop generatie i plasma's Gascade-boog S ontlading beeindigd met proefschrift e _ Turbulentie 5 en transport in botsingsarme plasma's 81.1 Botsings- S stralingsmodellen en fluoresccntie 1l1.2 Thermische S plasma's ill.} ledlj<'spro- S dukli.. in ('('n kleine ho e kat hodeboogont 1<1-, diog R.4 1"1,'n",,,!en i 5 analysf' met e', ;, begin meetfase ~o"'''' meetfa~e. begin pub! katies poblk"'"' modelvorming aanlool', begin meetfase meetfase publikaties, metinflen tu bllientie metingen, rub! ikatles arsluiting meetfase. b{'gin publika ties : aan!oop, meetfa"" - ; pllbl ikatie'l! lfsluiting..zie F.l.Proc.., proj. 82. aanjoop i meetf'''''' (",' ; p"hl ik.~ti,'s '''''gin 'ul>l.-' kill i!'>' ' afslui Hng metingen publikaties publikaties publi~aties i pub.i katies '-'--'-- l _ t ~.-,-,--'"" t "-._-_.-... _ ~ ,----~ - _..- -~ ---

17 Atoom- en Plasmafysica. Evenwichtsmodell~n en transnort in plasma's. ND-4202 a ~~~l!~!~~1!~~i!_!~_~!!~!e2!~_i!_!!~_8!~!8!!~!!!!!~!_~ ~~!!~!~g Samenvatting: De studie van transport en turbulentieeigenschappen omvat de bestudering van gelokaliseerde dichtheidsfluctuaties in de nabijheid van de kathode. De lokale samentrekking van het plasma heeft een belangrijke invloed op het transport en de turbulentie. Diagnostieken die bij de studie een rol spelen zijn collectieve verstrooiing en optische fluctuatiemetingen. Resultaten behaald in 1984 n het kader van het promotiewerk van van de Mortel wordt een analyse gemaakt van het turbulentiespectrum van het HKB-plasma. Optische probes hebben uitgewezen dat de dichtheidsfluctuaties zich op de rand van het plasma met ongeveer de ion-acoustische-drifmnelheid bewegen. Dit wardt bevestigd door metingen met collectieve verstrooiing. Hiermee kan tevens de afmeting van de verstoring worden bepaald, deze bedraagt +.4mm. D~.opste~ling voor c?llectieve verstrooiing is in 1984 belangrijk gewijzigd. B1J de nleuwe opzet 18 een nauwkeuriger analyse van het k-w spectrum mogelijk. Uit de ~e verkijgen dispersie relaties kan het gedrag en de afmeting van de verstorlngen beter worden bepaald. Plannen voor 1985 Voortzetting van het werk van collectieve verstrooiing. Analyse van de invloed van roterende dichtheidsfluctuaties op transport en turbulentie. ~!~!_~ ~~!~g!:~~!~!i~g~_~ ~!ll!~_!~_f!~! ~!~!!~ Samenvatting: Met behulp van botsings-stralings modellen van geexciteerde atomaire systemen worden niveaudichtheden berekend op grond van de overgangsprocessen tussen deze niveaus. Deze worden vervolgens vergeleken met genteten dichtheden om de betrouwbaarheid te toetsen. Hieruit wordt inzicht verkregen in de relevante excitatie, ionisatie en recombinatieprocessen. De modellen vinden hun toepassingen bij lichtbronnen (o.a.) lasers en als diagnostische methode, aangezien d~ niveaudichtheid mede afhankelijk is van de plasmaparameters. Laser fluorescentie is een experimentele methode om een verstoring in het atomaire systeem aan te brengen en uit de respons waarden voor de overgangsprocessen te desti lleren. Resultaten behaald in 1984 n het afgelopen jaar is verder gewerkt aan een analytisch model, in het bijzonder voor recombinerende plasmas. De stand van zaken is o.a. gerepresenteerd in een "invited" op de ESCAMPG. Op het gebied van de laser fluorescentiemetingen zijn met de gepulste kleurstoflaser en met de argon-ion laser grote vorderingen geboekt. Zo werd de dichtheid en de botsingscoefficient voor een belangrijk metastabiel bepaald en de inversie pll's uitdoving ervan van de 4p en 4s laserniveaus vastgelegd. Plannen voor """""""--_... net werk van de analytis"he modellen zal worden afgerond in een 'roefschrift. De resultaten van de laser flnore"eenti(' metingen zullen worden vastgelegd in een of meer publ ikatie,;. ~;~n afrond('nde publ ikatie over "'n ntlmpriek argon neutraal model zal worden geschreven.!~_!h!-rm!! h!-2!!!!8'! (Cascadeboog) Samenvatting: Bij hoge druk plalma's wil men experimenteel vaststellen voor welke plasmaparameters L.T.E. of Partieel L.T.E. in atomaire systemen geldig is. Bovendien wil men de oorzaak van afwijkingen vaststellen en daarnaast gegevens verzamelen over met name de ionisatieenergieverlaging in het plasma. Starkparameters en overgangswaarschijnlijkheden voor een aantal lijnen en de resistiviteit van het plasma. Ook het tijdsafhaukelijk gedrag na verstoringen wordt bestudeerd. De meetgegevens worden met optiscbe methoden verkregen: bezettingen van niveaus en electronentemperatuur Te uit lijnintensiteitsmetingen. Starkparameters uit de verbreding van lijnen. Resultaten behaald in 1984 Het is mogelijk gebleken de stationaire cascadeboog (diam. 5um, lengte 9Omm. 60A, 1 atm) gedurende 1.5s te superponeren met een drukpuls tot 14 bar en simultaan met een stroompuls van 2200 A gedurende 2me. Onder deze condities bestaat het argon plasma uit argon atamen, eenmaal en tweemaal geioniseerde argon ionen en electronen. Temperatuurmetingen uitgevoerd met de emissie/absorptie methode geven aan dat de Arll nm lijn in het maximum van de stroompuls over het gehele drukgebied de limiet van Planck bereikt. De electronendichtheid is berekend uit de continuum emissie. welke absoluut gerneten werd in het golflengtegebied nm. n het maximum van de stroompuls bij ~ bar. is de temperatuur van dit thermische plasma".; K. de electronendichtheid m-3 en de ionisatiegraad 100%. Bij ca. 14 bar,.,." K, resp m- 3 electronendichtbeid en ca. 60% ionisatiegraad. De analyse van deze resultaten m.b.v. de energiebalans voor neutraal,eenmaal en tweemaal geioniseerd argon, geven aan dat in het maximum van de stroompuls nog afwijkingen van ~ 10% van de L.T.E. compositie bestaan. Dit werk is afgerond met de promotie van C.J.Timmermans op Plannen voor 1985 Er gaat een onderzoek uitgevoerd worden naar stramende thermische plasma's die met deze cascadeboog gegenereerd kunnen worden. (Promotie onderzoek van J.e.H. de Haas, 1986). ndien het aangevraagde.o.p. project toegekend wordt. zal de nadruk van het onderzoek gaan liggen op de spectroscopische studie van meervoudig geioniseerde gassen. Samenvatting: n samenwerking met het Nat.Lab. van Philips wordt geparticipeerd in het onderzoek naar een hoogfrekwent inductief argon plasma bij atmosferische druk dat gebruikt wordt bij de kwantitatieve bepaling van elementen en verbindingen welke in vloeistoffen oplosbaar zijn en in de ontlading worden geintegreerd. De analyse is gericht op het beschrijven van ep plasma's en het ontwikkelen van een eenvoudige models telling die tot optimalisatie moet leiden. Dit is tevens van belang voor het depositie onderzoek (82.1). Een ander aandeel van de groep atoam- en plasmafysica in bet onderzoek is om gedurende het project door middel van optische methoden de plasmaparameters te bepalen en de excitatie- en recombinatieverschijnselen te bestuderen met behulp van B.S. modelonderzoek in plasma's die nabij evenwicht zijn. Ret sluit~ als zodanig direct aan bij bet onder 81.1 en 81.2 genoemde werk. 1 Behaalde resultaten in 1984: De in 1983 bij bet Nat.Lab. uitgevoerde metingen hebben geleid tot de conclusie dat er een sterke (vermoedelijk dissociatieve) recombinatie plaatsvindt en dat de dif[usie loopt zoals verwacht. Verder bleek dat a) de karakterisatie van het plasma dient te geschieden door ne-metingen. b} de Te uit LTE juister is dan

18 in de literatuur genoemde waarden, c) dat ook de analyte concentraties Zl)n te berekenen. Hiermee zijn absolute bepalingen in principe mogelijk. Een en ander is verder uitgewerkt in 2 publikaties die in 1985 zullen verschijnen. Een verdere models telling op basis van massa- en energiebalans zal worden uitgewerkt om daarbij mogelijk verdere optimalisatie van het rep plasma te bereiken. Plannen voor 1985: n afwachting van nieuwe vragen van Philips zal slechts incidenteel aan het projekt gewerkt worden. ~!~~_2~~~!~~~~_~~~_~~~_~!~~~~~_y~ ~~~~~~g Samenvatting: n het kader van door Holec gesteund en voor een belangrijk deel uitgevoerd onderzoek (Schellekens, nu bij KEMA) voor een vacuum vermogensschakelaar is gebleken dat een magneetveld parallel aan de stroom een gunstige invloed heeft op de maximaal te schakelen vermogens. Bovendien bleek een zelf gegenereerd magnetisch veld te ontstaan. Het onderzoek richt zich op het fysische mechanisme van dit dynamoprobleem. Resultaten behaald in 1984: Het afstudeerwerk van H. Gielen met het onderzoek van het fysische mechanisme van de magnetische veldgeneratie is afgerond. Samenvatting: Het onderzoek is gericht op de beschrijving van de manier waarop zelf gegenereerde magneetvelden de transportverschijnselen in plasma's beinvloeden. De theoretische analyse van de impulsvergelijkingen voor electronen, ionen en neutralen gaat uit van omwentelsymmetrische isotherme plasma's. Zowel in de cathodespots van een vacuumontlading als in laserplasma's verwachten we dat de invloed van het zelf opgewekte magneetveld merkbaar zal zijn. Resultaten behaald in 1984: Een eerste aanzet is gegeven tot de berekening van het argon magneetveld, gebruikmakend van de impulsvergelijkingen voor electronen, ionen en ne~len. Deze berekening is vooral geent op het cathodespotplasma. Voor deze cathodespots is aangetoond dat het zelf-gegenereerde magneetveld als aen mogelijke verklaring voor de zogenaamde retrograde beweging gezien kan worden. Plannen voor 1985: Voortzetting van het zover beschreven onderzoek. Oaarnaast zal experimenteel de eerste aanzet gegeven worden tot het meten van zelf-gegenereerde velden in cathodespot- en/of laserplasma's. Plannen voor 1985: Het projekt 81.5 is afgerond en wordt voortgezet in het projekt 84. : Magneetveld generaties in plasma's. ~~~!!~!~~!~~!!~_!~_~Q_g~~~!~!~!~~i_~~~_~!~~!~_Y~~_~!~!_~Y~~~! ~!_~l~!~~~~ 1!~~~~~_~~~~~~_y~~g!~~~_~~Q2 Samenvatting: n samenwerking met de vakgroep EEG (Rietjens/Veefkind) is een fundementeel onderzoek gestart naar het ontstaan van streamers in geioniseerde milieus. Blijkbaar zijn stroomconcentraties energetisch gunstiger dan een homogeen verdeelde stroom: het plasma "schift" in gebieden met hoge en lage dichtheid (FOM-BR). Tevens wordt onderzocht of dit verschijnsel ook optreedt bij druken stroom gepulste atmosferische plasma's. Resultaten in 1984: Ue metingen aan MHO generator plasma's zijn afgesloten. Het behulp van collectieve verstrooiing zijn de afmetingen bepaald van de filamenten waaruit streamers zijn opgehouwd. Analyse van mnssa- en energiebalans leert dat structuren kunnen bestaan met afmetingen die redelijk overeenkomen met die welke waargenomen zijn. Er zijn metingen verricht aan een drukgepulste cascadeboog die zodanig omgebouwd is dat hiermee een plasmaflow opgewekt kan worden. Een eenvoodig model is opgesteld dat de flow van een plasma door de cascadeboog met wrijving en dissipatie heschrijft. Plannen voor 1985: let onde rzoek alln de drukgppld s t.. rasc:ldeboog met flow zal voortgezet worden. Hiprbij zal ook cen stroompuls (2kfl) to"l'.epast worden. De metingen zullen zich toespits('n or de eigensc:happl'n van de flow die met deze op~telling gemaakt kan worden "n in het hijzond,'r 01','ventlJeel optredende turbulentie daarin. Er,,: lpp;onnen word"o wt met "chrijven van een proefschrift. V 1

19 lnventarsatte 'M, ''''' VAKG~«rl' VEELTJESFYSCA nr: ONJE\tZm~K GRUEl' Atoom- en Plasma-fysica nr: 4202 b 'Cl41l- (>lhhct(» WEKK~;l:;t-!!F.Jl: Elementaire gfi~iafen. njl.e An gas-... nr: Welcllsch. Korps: Groep"lcider: l.schram WM - vast: le Hoog, v.d.ree WM - i id. : llisschops. Van Ve dhuizen, Gravendeel. Kroesen, Straaije Val nga, Vaessen Jlan.OdenbmtF"14n_"'~:.L' u;n\l< ""_.,, ~ ~ Wl'tenschapp. Korps 2,4 2,2 4,80 Techn. M<!dewerkcrs 1,9 2 1,6* K[. [nvesterin el\ samen met llen Studenten 3 stag) atst(;lstag) Pub likat ie's 5 2 Kont (r) akt,'n: OCE-R-en-D-Venlo. Phil ios-n.'lt-lab Projekten 74. Townsendontlading Vorrningsprocessen van ionen in ontladingen 75.2 Botsingen S met elektronen. Theoretischeberekening van e -Ldoorsneden 77. Edelgas-me- S taaldamp- LiSe' SO. Ncgatieve corona in lucht S2. Plasma-etaen "" plasmadepositie MLl PLAS NNO' PLAS HAn: AJ. Energie-ver- 1,!r,1 ing in, 1.w;lk-gp'j noni l~l~~i qe('np plasma's ll,. P 1 ;)sm:ld{:.~posit i (' ;NNO :'LA5 i ATE 19B ni.. uwe star in argon nieuwe berekeningen. pub 1 ikaties meetfase eerste pub 1 ikaties meetfase i :~!~:.. 1 tj :Ui: _.. L... _ *FOM/STW:kfl nieuwe berekening.. n, publikaties meetfasc... -_... _-_ _ nieuwe bere keningen. niuwe berekeningen 3 onderdelen ongedeeld verder 1 afgestoten... _--+.,. _ promotie laatste publikaties beeindigd nieuwe fase: meting Tri- eerste metin STW-fondsen ehel pulsen verkregen (E) gen opbouw massa spectrometer startfase: STW-fondsen verkregen opbouw meet- meetfase ""stelling startfase splitsen in: 82. en 87;:i eerate berelk.","""!opbnuw meetopstell iog... -._--_._ Atoom- em Plasmafysica, Elementaire nrocessen in gasontladingen, 1~~~!h!2!!!!!~g!_~!!~!~!2&!~_!!~_!:~_!!22!_S!2!!_!!!!!!_!22!_!!!!ti! 2!!!-i~!!!!!!!Sh!-~2!!in8!! SameDvat ting: a.l) De studie van e-h botsingen werd afgesloten met een publicatie van polarisatie-effecten in samenwerking met prof.dr.m.r.c.mcdowell, London University. b.l) De methodiek van het e-h probleem kan worden toegepast or dubbelfoton overgangen, een vraagstuk dat aangepakt is samen met dr.m.gavrila (FOM, Amsterdam). b.2) n dit jaar is de theorie verder ontwikkeld en een programma geschreven. Numerieke resultaten zijn in de eindfase. b.3) Resultaten worden bestudeerd. c.l) Het algemene gedrag van e-h cross seeties wordt bestudeerd met het oog op een analytische formule. Samenvatting: Het project behelst ontladingsonderzoek aan een holle kathode ontlading die benut wordt voor het maken van een continue ultraviolette metaalionenlaser. Samenwerking vindt plaats met C.S.U. (prof.collins) en N.B.S. (dr.person) in Colorado U.S.A Ona onderzoek zal leiden tot een betere kennis van het ontladingsmechanisme. Om een model op te stellen wordt gewerkt aan dichtheidsmetingen van ionen, electronen en geexciteerde neutralen in de ontlading. n het model staat centraal het onderzoek van de ladingsoverdracht van edelgas sen naar gesputterde metaalatomen. Door deze zeer efficiente ladingso~erdraeht zijn het vooral metaalionen die de intense verstuiving van de kathode veroorzaken. Resultaten behaald in 1984: De afrondende publicaties zijn versehenen PlanneR voor 1985: Het project is beeindigd Samenvatting: Kennis van corona is, ondanks vele toepassingen, onvoldoende. Het project omvat onderzoek aan atmosferische corona's zoals toegepast in kopieermachines, stofvangers en ozonisatoren. Het onderzoek omvat -verdere ontwikkeling van een bestaand massaspectrometersysteem en analyse van negatieve ionen afkomstig uit een corona in Lucht onder normale omstan- ~ digheden. Belangrijk is de invloed van de samenstelling van de gebruikte lucht (met name de luchtvochtigheid) op bet aanwezig zijn van negatieve ionen. nterpretatie van de meetresultaten in termen van elementaire processen. -het ontwikkelen van een numerieke code voor de beschrijving van coronaontladingen. Deze dient als basis voor de interpretatie van de ionvorming, maar moet ons tevens in staat stellen om b.v. intermitterende verschijn-

20 selen te beschrijven. -in het kader van het project zullen een aantal fundamentele vragen san de orde komen. Tijdens de duur van het project verwachten wij een bij!1rage te kunnen leveren aan de discussie over nalevering van electronen via fotoionisatie. Ook de rol van foto- en hotsingsontlading (detachment) zal worden nagegaan. Hiertoe zal o.m. de lichtemissie van het plasma rond de coronaspits in tijd, plaats en golflengte worden gemeten. Resultaten behaald in 1984: -De laser getriggerde experimenten zljn gestart (afd.e). Het bleek noodzakelijk de kromtestraal van de spits groter te kiezen (tot enkele mm) dan gebruikelijk bij corona-experimenten. Een conclusie van dit werk is dat in een gebied ter grootte van 30 i 50 vm rand de spits run-away van electronen optreedt. n tegenstelling tot metingen in een homogeen electrisch veld van dezelfde grootte-orde, zien we geen opbouw van een elektronen lawine, die tot doors lag leidt. -De resultaten die verkregen zijn met de massa-spektrometer opstelling verschillen van de resultaten van eerder werk. n de huidige opstelling worden negatieve ionen met waterclusters niet waargenomen. Het is nog niet duidelijk waarom de nieuwe resultaten verschillen van de oude. Wellicht is het extractiemateriaal of de vorm van het gat hiervoor verantwoordelijk. n de loop van 1984 bleek het noodzakelijk am de fotonen achtergrond te reduceren. Dit is gerealiseerd m.b.v. een "photon-trap". Deze is gebouwd en doorgemeten en bleek bevredigend te funktioneren. -De optische metingen geven aan dat in de negatieve corona-ontlading heel weinig continuu~straling aanwezig is, zodat electronen dichtheden in de glow beneden de 1019/m) blijven. De gevonden spectraallijnen blijken in hoofdzaak afkomstig van het tweede positiev~ systeem van moleculaire stikstof. -Er is een begin gemaakt met de modelvorming van de Trichelpuls. De korte stijgtijd en de afkap van de pus kunnen aan de hand van dit model verklaard worden. De afkap blijkt in het model verklaard te kunnen worden door een elektronenruimteladingswolk. Deze geeft orokering van het lokale electrische veld waardoor geen ionisatie meer optreedt in dit gebied. Plannen voor 1985: Op massaspektrometrisch gebied staat het volgende op het programma: meten van negatieve ionen uit een corona ontlading in lucht en de invloed van de samplegaten op de opbrengst. Ook zullen de negatieve ionen als funktie van de verhouding NZ/OZ bekeken worden. De optische lijn van het onderzoek wordt voortgezet en zal bestaan uit een tijd-, plaats- en golflengte opgeloste meting aan negatieve corona ontlading in het Trichelregime. Het werk aan het numerieke model van de Trichelpuls zal worden voortgezet om ook het verloop van de achterflank van de pus te kunnen verklaren. ~ laser getriggerde experimenten zul1en voortgezet worden (afd.e.). Samenvatting: Plasma'" worden gebruikt voor de b~handeling van materialen en oppervlakken; onder andere is di t het geval hij dl' fabricage van glasfihers en van amorfe si lagen. De plasma's in gebruik bij deze technieken zijn nog nauwelijks onder:1.o"ht, t"rwijl?:e van groot helmlg zijn voor verschillende belangdjke t,, lnologipen. De doelstelling van hel onderzoek is dan ook een antwoord te vinden or tie vragen: we'lke d"eltjf''' ;:ijn a"tief, hoe ontstaan ze, welk type gll~ontlilding is het mee;;t ge"ehikt. ~1t-t de antwoorden kan gestree'fd r:'0;den nflar oplim;}lisatie van de rrol'essen ilts pla;;ma-etsen en plasma-depos1t1e. Resultaten bebaald in 1984: Het de massaspectrometer zijn qetingen verricbt die het bele paraqetergebied bestrijken dat bij single water etching van belang il. De stromen van verschillende ionen zijn gemeten als functie van druk en vermegen, in een later stadium zal hieruit bepaald kunnen worden welke ontladingscondities optimaal zijn voor het etsproces. Eveneens is qet de microgolfapparatuur de electronendiehtheid gemeten in het bovengenoemde paraqetergebied, De ~ , 5,10 16 m- 3 in CF4 (5.10-2, 1 torr, , 1 W/cm2). Met optische mejhoden ZijD deeltjesdichtheden in het plasma bepaald; nf (~ m- ) met UV-emissie en n S ' F en noo reactieproducten ( m-3) uit R absorptie. 1 4 Verder zijn qetingen verricbt san de afterglow van een gepulst RF-plasma, vervaltijden van de electronendichtheid tonen aan dan in CF4 attachqent of negatieve ion vorming belangrijke processen moe ten zijn. Het is niet gelukt negatieve ionen met de (omgebouwde) massaspectrometer te detecteren. Tenslotte is verder gewerkt aan de ontwikkeling van de, in situ, lr-fourier spectrometer. Plannen voor 1985: Metingen met massaspectrometer en microgolven combineren en ook de gas-flow als parameter onderzoeken. Ook optische metingen verrichten over het hele parameter gebied en uitbreiden met een UV-absorptie techniek voor de bepaling van NCF Verder het operationeel maken van de R-Fourier spectrometer. 2 Samenvatting: Voor het werk aan de toepassing van plasma's van lage-ionisatiegraad is een algemene beschrijving van de electronenenergieverdeling van deze plasma's van groot belang. Er zullen numerieke oplossingen van de Boltzmann-vergelijkingen worden ontwikkeld en Monte-Carlo-technieken worden gebruikt. De afwijking van de Maxwell-verdeling dient geksrakteriseerd te worden door bij voorkeur een, liefst meetbare. parameter. Toetsing van de beschrijving zal indirect plaatsvinden door absolute spectroscopische analyse van ontladingsplasma's. Deze toetsing loopt via de vergelijking van enerzijds de berekeningscode die de electronenenergieverdeling oplevert en anderzijds een botsings-stralingsmodel van het betreffende plasma. Resultaten behaald in 1984: De voornaamste plasmaparameters die bij de besdbrijving van de electronenenergieverdelingsfunctie een rol spelen en hun onderlinge verbanden zijn gekarakteriseerd. waarbij tevens de toepasbaarheid van de huidige theorie is onde rzoch t Het model van de inelautische botsingen met moleculen is uitgebreid en verder verfijnd (ionisatie en attachment). Analytische en numerieke berekeningen voor het verkijgen van de electronenenergieverdelingen zijn voortgezet. Gebruikmakend van deze resultaten is, aan de hand van de electronendeeltjesbalans, een begin gemaakt met de berekening van het electrische veld tijdens en na de doorslag. Tevens is een analytische uitdrukking voor de ionisatie-rate opgesteld.... Uitbreiding van het model, waarbij een extra plaatsafhankelijk stationair electrisch veld wordt meegenomen. Verder zal een begin gemaakt worden met de karakterisering van de electrische grenslagen.