Der ECOMA-Partikeldetektor

Der ECOMA-Partikeldetektor ist ein neues raketengetragenes Instrument, das am IAP entwickelt wurde, um die Konzentration kleinster, Nanometer-großer Staubpartikel meteorischen Ursprungs zu messen. Bei dem Detektor handelt es sich um eine Kombination aus einem Faraday – Cup und einer Xenon-Blitzlampe, die zur Photoionisation der nachzuweisenden Partikel dient. 

Aufbau des Detektors

Der Aufbau des Detektors besteht aus einer zylinderförmigen Messanordnung, in deren Zentrum sich eine Xenon-Blitzlampe befindet. Freie Elektronen und leichte positive Ionen werden am Eindringen in das Innere des Detektors durch zwei Abschirmgitter (mit Spannung von ±3-6 V im Vergleich zur Struktur der Höhenforschungsrakete) gehindert. Im Inneren dieser Messanordnung befindet sich die Messelektrode, auf der die Einschläge von geladenen Partikeln als Strom nachgewiesen werden.

Das empfindliche Elektrometer hat zwei Kanäle mit Frequenzen von 1 und 100 kHz. Die Blitzfrequenz beträgt 20 Hz. Eine schematische Darstellung eines Messzyklus ist unten skizziert.

Die durch den Blitz erzeugten Photoelektronen werden als kurzer Strompuls im Detektor registriert. Die Dauer dieses Pulses ist kürzer als 50 Mikrosekunden. Um diesen kurzen Puls auflösen zu können, werden daher die ersten 48 Messpunkte mit einer Frequenz von 100 kHz aufgenommen. Da Partikel aller Größenklassen photoionisiert werden, enthalten diese Messungen Information über die totale Teilchendichte.
Zwischen zwei Blitzereignissen wird im zweiten Messkanal, der mit einer Frequenz von 1 kHz abgetastet wird, der Strom aufgrund natürlich geladener Partikel registriert, die schwer genug sind und damit über genügend kinetische Energie verfügen, um in das Detektorvolumen einzudringen.

Forschungsschwerpunkte

ECOMA-Detektor

Foto des ECOMA-Partikeldetektors

Messprinzip

Schematische Darstellung des Messprinzips