Estudos experimentais em configuração a campo reverso no T.C.-I

• Ano de defesa: 1992
• Autor(a) principal: Aramaki, Emilia Akemi
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Compact toroid; Configuração a campo reverso; Diagnósticos ópticos; Excluded flow; Fluxo excluído; Magnetic probes; Optical diagnostics; Setting the reverse field; Sondas magnéticas; Toróide compacto
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43131/tde-25022014-144632/

Neste trabalho, foi realizado um estudo experimental detalhado sobre a fase de formação da configuração a campo reverso, no dispositivo denominado T.C.-I da UNICAMP, com a utilização de dignósticos ópticos passivos em plasmas de hélio e hidrogênio. Para cada tipo de gás, os valores do campo de polarização, pré-ionização com temporização do crowbar e pressão de trabalho foram variados para estudar os mecanismos de formação da configuração reversa de campo, através dos diagnósticos da emissão do plasma, complementados com sondas elétricas e magnéticas, externas e internas. Para a obtenção das condições ótimas de operação da máquina, a chave crowbar, construída no próprio Laboratório de Plasma da UNICAMP, demonstrou ser bastante confiável para essa finalidade, pois o tempo entre o final da pré-ionização e o início da descarga principal era um fator importante para uma boa dinâmica de implosão, sem a interferência das oscilações da pré-ionização sobre a fase principal. Nas operações com o plasma de hélio, a melhor pressão de operação do gás foi de 18 mTorr, obtida através das intensidades da linha de HeII (4686 Â), fotodiodos, copo de Faraday e diagnósticos de fluxo excluído. Os valores típicos da densidade e temperatura obtidos foram de 3.2 x 1015cm-3 e 77 eV respectivamente . O raio da separatriz foi de 2.5 cm, durante 1.5us, decaindo rapidamente após a formação da CCR. As medidas espectrais de HeII e OII(4699Â) no plasma de hélio levaram às temperaturas iônicas de 73 a 180 eV, para uma varredura de pressão de 3.8 a 18 mTorr . Em alguns casos, parece provável ter ocorrido efeitos Stark devido a aquecimentos turbulentos atribuídos a campos elétricos microscópicos de 58 kV/cm. Nas operações com hidrogênio , basicamente todos os processos usados para o plasma de hélio foram mantidos. As linhas espectrais analisadas foram Ha, OII, NII, NIII, CIII, CIV e SiIV, tendo sido obtido, a partir das linhas de impurezas, temperaturas iônicas no centro do plasma , mais altas que as do plasma de hélio . Além disso, as temperaturas fornecidas pelas linhas de potencial de ionização mais altos, como o CIII, CIV, SiIV foram maiores que as obtidas com NII ou NIII. Nesta fase, a temperatura e densidades obtidas para a pressão de 3.3 mTorr foram respectivamente 220 eV e 2.9 X1015cm-3. Semelhantemente ao caso do hélio, algumas descargas apresentaram fenômenos prováveis de efeito Stark, tendo sido estimado um campo elétrico microscópico de 21.8 kV/cm . Verificou-se que a influência de sondas magnéticas no interior do plasma é bastante crítica, produzindo uma queda de temperatura de 235 eV para 139 eV na presença da sonda, quando medido com a linha do NIII e de 532 eV para 253 eV quando obtidas com linhas de CIII e SilV. O raio de separatriz estimado para a pressão de operação de 3.3 mTorr foi de 2.2 em com tempo de vida de 3.0 us. Foi ainda observado um novo modo de operação, com a obtenção de modos rotacionais n=4, observados usualmente em pressões de operação mais altas, de 6 a 35 mTorr.