Unterwasser-Massenspektrometer 

Methan ist ein schädliches Treibhausgas. Durch Kipppunkt-Effekte, wie der Zersetzung von Gashydraten in Ozeanen gelangt es zunehmend in die Atmosphäre. In aquatischen Systemen kann Methan etwa durch Risse in den Sedimenten an die Oberfläche gelangen. Eine weitere submarine Methanquelle entsteht durch mikrobielle Zersetzung von organischem Material in geringeren Sedimentschichten. Durch den Klimawandel erwärmen sich die marinen Sedimente und geben das Klimagas frei. Die entscheidende Frage lautet: Wieviel Methan daraus gelangt in die Atmosphäre und beschleunigt die Erderwärmung.

Gasblasen an der Wasseroberfläche

Entscheidend für die Forschung ist laut Dr. Torben Gentz, der Anteil des Methans, der in die Atmosphäre gelangt. Je dichter die Ausgasungsstellen an der Wasseroberfläche sind und je geringer die Wassersäule darüber mit unterschiedlichen Wassermassen geschichtet ist, desto mehr Methan dringt an die Oberfläche. Die Erhebung und Aufarbeitung der Daten sind elementar, denn diese münden in den Sachstandsbericht des Weltklimarats IPCC. Um die Rolle der Meere im globalen Klimasystem zu ergründen benötigt man also letztlich verlässliche Messmethoden.

"Die Erforschung der Methanquellen ist jedoch nicht die einzige Anwendung", sagt Inficon-Service Manager Steffen Tippmann. Compact Prozess Monitor (CPM)-Systeme werden in der Halbleiterproduktion, im SEMI Bereich zur Prozessüberwachung und - steuerung sowie zur Kontaminationsüberwachung eingesetzt. Aber auch in der Forschung, in der Chemie, der Materialanalyse oder der Physik sind CPM Systeme im Einsatz. Dabei kommt der Vorteil der geschlossenen Ionenquelle zur Geltung. Mit ihr kann man direkt bei Prozessvakuum (Prozessdruck) oder bei viel höherem Druck als mit einer offenen Ionenquelle ionisieren. Ein differentielles Pumpsystem, wie es im CPM verbaut ist, ist Voraussetzung. Dieses kann durch ein variables, schaltbares Einlasssystem ergänzt werden, mit dem man einen weiten Analyse-Druckbereich von Atmosphäre bis Hochvakuum abdecken kann.

Vorteil: geschlossene Ionenquelle

Sonderanwendungen wie im AWI nutzen ebenfalls den Vorteil der geschlossenen Ionenquelle. Dabei wird bei einem höheren Druck, als bei einer offenen Ionenquelle, das Prozessgas ionisiert. Man erzielt eine höhere Ionenausbeute, eine höhere Anzahl geladener Teilchen, die man im Quadrupole nach ihrem Masse-Ladungsverhältnis separieren und zur Anzeige bringen kann. "Das Resultat ist eine wesentlich genauere und detailliertere Aussage zur Weiterverarbeitung in der Forschung oder Prozesssteuerung", bilanziert Steffen Tippmann.