再結合プラズマのプローブ計測に関する研究

复合等离子体探针测量研究

基本信息

批准号：
12780362
负责人：
江角直道
金额：
$ 0.32万
依托单位：
Nagano National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

平成13年度研究実施計画に基づき、平成12年度から準備を行ってきた直熱型熱陰極を用いた小型プラズマ発生装置の組立、調整が完了し、本装置の放電特性試験ならびにプラズマパラメータのガス圧力依存性を調べた。放電方式には熱陰極型アーク放電を採用し、熱陰極材料には直熱型LaB_6を用いた。プラズマ生成部とプラズマテスト部の中性ガス圧力差を大きくとり、かつ、できるだけ小放電電流で高密度プラズマが得られるよう、陽極中心部に小口径のプラズマ噴射口を設けた。また、陽極近傍には小型磁場コイルを設置し、プラズマ噴射口近傍で最大約10mTの定常磁場を生成可能とした。これらの工夫により放電電流は電源容量の制約から最大10Aであるが、アルゴンプラズマで最大電子密度2X10^<17>m^<-3>を達成した。静電プローブ測定位置が弱磁場のプラズマ膨張領域であったため、プラズマ噴射口付近での電子密度は、10^<18>m^<-3>程度を達成していると考えられる。プラズマテスト部ガス圧力を0.067Pa〜1.3Paまで変化させて、電子密度、電子温度等のガス圧力依存性を調べた結果、ガス圧力の上昇に伴う電子密度、電子温度の低下が観測された。分光計測による発光スペクトルの確認が必要ではあるが、本装置においてガス圧力の調整で再結合プラズマの発生を制御可能であることが確かめられた。磁場が弱い場合にはガス圧力の上昇に伴い電子温度が上昇する傾向が観測された。この結果は他装置でも観測されている再結合プラズマ中のプローブ計測結果とよく似た傾向を示しており今後詳細な計測が必要である。また、実験と並行して、本装置においてもイオン温度測定に用いる予定であるイオンセンシティブプローブに関する二次元粒子シミュレーション(Berkeley Code "XOOPIC 2.5")も行なった。

基于2001年的研究实施计划，使用直接热阴极的小血浆发生器组装和调整，该阴极已完成，该阴极已完成，该阴极已完成，该设备的放电特性以及血浆参数的气压的依赖性。排放方法采用热阴极弧排放，直接加热的LAB_6用作热阴极材料。在阳极的中心提供了一个小直径的血浆注入端口，以使血浆生成部分和血浆测试截面的中性气压差异较大，并获得具有尽可能小的放电电流的高密度等离子体。此外，在阳极附近安装了一个小的磁场线圈，从而使稳定的磁场在血浆注入端口附近的稳定磁场产生。由于电源能力的限制，这些创造力最多导致10a，但是用氩等离子体实现了2x10^<17> m^<-3>的最大电子密度。由于静电探针测量位置位于弱磁场的血浆膨胀区域中，因此人们认为血浆注入端口附近的电子密度约为10^<18> m^<-3>。血浆测试截面的气压从0.067 PA更改为1.3 PA，并且检查了气压（例如电子密度和电子温度）的依赖性，因此，随着气压的增加，观察到电子密度和电子温度的降低。尽管有必要通过光谱测量确认发射光谱，但已确认可以通过调节该设备中的气压来控制重组血浆的产生。当磁场较弱时，观察到电子温度随着气压的增加而升高的趋势。该结果显示了类似于在其他设备中观察到的重组等离子体中探测测量结果的趋势，将来需要进行详细测量。此外，还与实验并行，还在该设备中计划在离子温度测量中使用的离子敏感探针上还进行了二维粒子模拟（伯克利代码“ XOPIC 2.5”）。