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Plasma afterglow circulation apparatus for decontamination of spacecraft equipment

Müller, Meike und Shimizu, Tetsuji und Binder, Sylvia und Rettberg, Petra und Zimmermann, Julia L. und Morfill, Gregor E. und Thomas, Hubertus (2018) Plasma afterglow circulation apparatus for decontamination of spacecraft equipment. AIP Advances, 8 (10), Seite 105013. American Institute of Physics (AIP). doi: 10.1063/1.5040303. ISSN 2158-3226.

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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.5040303

Kurzfassung

A newly developed apparatus using cold atmospheric plasma (CAP) is presented, providing a useful alternative decontamination method for spacecraft equipment. The designed setup uses the plasma afterglow generated by a surface micro-discharge (SMD) technology and works with a circulating gas flow of ambient air at room temperature. Additionally, the apparatus allows the control of gas flow, plasma power and humidity, and offers O3 monitoring and a variable treatment volume. Within this study we examined the apparatus’ performance by evaluation of the inactivation efficacy of bacterial endospores Bacillus atrophaeus in different treatment volumes of 0.54 l, 1.8 l and 2.6 l. The experiments with Bacillus atrophaeus showed at least a 4.4 log reduction after the treatment times of 10, 20 and 30 min in the respective treatment chambers with a volume of 0.54 l, 1.8 l and 2.6 l. These results demonstrate that high sporicidal effects can be achieved with the newly developed apparatus, and that longer treatment times are needed for larger treatment volumes due to different filling rates of reactive components in different treatment volumes. Conclusively, these investigations illustrate the scalability of the designed apparatus up to 2.6 l for the afterglow treatment of samples with flat surfaces. The composition of the plasma afterglow was analysed by Fourier Transformation Infrared (FTIR) and UV absorption spectroscopy. The spectroscopic analyses identify O3, N2O, and HNO3 as predominant products of the CAP apparatus.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/122312/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Plasma afterglow circulation apparatus for decontamination of spacecraft equipment
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Müller, MeikeDeutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Materialphysik im Weltraum, Arbeitsgruppe Komplexe Plasmen, Münchener Str., 82234 Weßling, Germany; meike.mueller (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shimizu, TetsujiElectronics and Photonics Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Umezono 1-1-1, Tsukuba 305-8568, JapanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Binder, Sylviaterraplasma GmbH, Lichtenbergstraße, 85748 Garching bei München, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rettberg, PetraRadiation Biology Department, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany; petra.rettberg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4439-2395NICHT SPEZIFIZIERT
Zimmermann, Julia L.terraplasma GmbH, Lichtenbergstraße, 85748 Garching bei München, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Morfill, Gregor E.terraplasma GmbH, Lichtenbergstraße, 85748 Garching bei München, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, HubertusDeutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Materialphysik im Weltraum, Arbeitsgruppe Komplexe Plasmen, Münchener Str., 82234 Weßling, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 Oktober 2018
Erschienen in:AIP Advances
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.1063/1.5040303
Seitenbereich:Seite 105013
Verlag:American Institute of Physics (AIP)
ISSN:2158-3226
Status:veröffentlicht
Stichwörter:cold atmospheric plasma (CAP), decontamination method, spacecraft Equipment, Bacillus atrophaeus
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Komplexe Plasmen / Theorie, Simulation (alt)
Standort: Köln-Porz , Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum > Gruppe Komplexe Plasmen
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:16 Nov 2018 15:02
Letzte Änderung:14 Nov 2023 08:01

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