Orientador: Shuko Aihara

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Este trabalho se constitui de duas partes principais: projeto de um analisador de energia de íons para medida de temperatura e outras propriedades de um plasma e estudo de um gás ionizado por radiofrequência e confinado em geometria de espelho magnético. Como diagnóstico desse sistema é...

Resumo: Este trabalho se constitui de duas partes principais: projeto de um analisador de energia de íons para medida de temperatura e outras propriedades de um plasma e estudo de um gás ionizado por radiofrequência e confinado em geometria de espelho magnético. Como diagnóstico desse sistema é usado, além do analisador de energia, sondas de Langmuir.
O analisador é do tipo eletrostático. com placas metálicas cilíndricas paralelas e ângulo entre fendas de entrada e saída de 127° 17' .O detector de íons positivos é montado numa configuração denominada "Daly", e se constitui de um alvo metálico, fonte negativa de alta tensão, cintilador e fotomultiplicadora. Esse sistema é adequado para se trabalhar com correntes muito baixas de íons em plasmas estacionários ou pulsados.
O emprego de sondas permite o estudo do comportamento da temperatura eletrônica paralela, da densidade e do potencial de plasma, sobretudo na ressonância de ciclotron dos elétrons. É desenvolvido um método para se calcular a temperatura perpendicular ao campo magnético. Com o analisador é feito um exame do comportamento do potencial de plasma com pressão e campo magnético. Observa-se uma variação na energia dos íons com estas grandezas. A interpretação desta variação em termos dá temperatura dos íons e/ou potencial de plasma é discutida no texto. Quando é possível comparam-se os dois métodos de medida

Abstract: The work presented here has two major parts. Firstly, I describe the construction of an ion energy analyzer to measure the temperature and other properties of plasmas. Secondly, I study the properties of a mirror-confined plasma created by radio frequency heating. In this study, the...

Abstract: The work presented here has two major parts. Firstly, I describe the construction of an ion energy analyzer to measure the temperature and other properties of plasmas. Secondly, I study the properties of a mirror-confined plasma created by radio frequency heating. In this study, the diagnostic of the plasma is carried out using the ion energy analyzer and Langmuir probes.
The analyzer is of the electrostatic type with cylindrical and concentric metallic plates. The angle between the entrance and exit slits is 127° 17' .The detector is assembled in a "Daly" configuration and consists of a metallic target, a high-voltage negative power supply, a scintillator, and a photomultiplier. This system is appropriate to measure very small ion currents from steady-state or pulsed plasmas.
The Langmuir probes are used to monitor the electron temperature parallel to the field lines, the plasma density and the potential. These measurements are particularly relevant in region of electron cyclotron resonance. A method to measure the temperature perpendicular to the field lines is also developed. The relationship between the plasma potential and magnitude of the kinetic pressure and magnetic field is studied using the energy analyzer. It is observed that the ion energy also varies with the pressure and the magnetic field. The correspondence between this variation and the ion temperature and/or the plasma potential is discussed. Some of the results of the analyzer are compared with these of a Langmuir probe