Projeto conceptual de uma fonte de íons do tipo Kaufman. - Paulo Eduardo Lima (1999)
Este trabalho tem por objetivo projetar e otimizar conceitualmente uma fonte de íons do tipo Kaufman. Por ter uma larga aplicação no tratamento de superfície de materiais, esta fonte de íons é parte de um projeto de uma Estação Experimental para Processamento de Materiais para o Laboratório de Plasmas e Processos do ITA. Uma fonte de íons do tipo Kaufman pode ser dividida basicamente em duas partes: uma câmara de descarga onde um gás é ionizado pelo bombardeamento de elétrons emitidos por um catodo e grades para a extração e aceleração dos íons de maneira a produzir o feixe. Partindo da energia e da corrente do feixe de íons utilizando os códigos numéricos desenvolvidos no Laboratório Associado de Plasmas - LAP do Instituto Nacioanl de Pesquisas Espaciais - INPE. Com este estudo estabeleceram-se os potenciais qua devem ser aplicados nas grades de extração e aceleração de forma a produzir um feixe o mais colimado possível e com a energia e corrente requeridas. Destes códigos foram extraídos, também, os parâmetros de plasma, tais como, densidade eletrônica, corrente de descarga e taxa de fluxo de gás neutro. Estes perâmetros estabelecem, então, a meta para o estudo e projeto da câmara de ionização. Utilizando o código KARAT, o qual é baseado no método partícula-em-célula (PIC), foi projetada e otimizada a câmara de descarga. Foram estudados o comprimento da câmara, o tipo de catodo (com relação à emissão e geometria), o efeito sobre os elétrons primários da introdução de grades próximas ao catodo e às laterais da câmara e, por último, os tipos de configurações magnéticas com diferentes valores para se gerar um adequado confinamento magnético.