نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیات علمی سازمان انرژی اتمی

2 سازمان انرژی اتمی

3 هیات علمی- سازمان انرژی اتمی

10.24200/nst.2021.938.1639

چکیده

در این مقاله، هدف طراحی و ساخت سامانه تشخیصی پروب لانگمویر جهت اندازه‌گیری پارامترهای پلاسما در دستگاه گداخت به‌روش محصورسازی الکترواستاتیکی اینرسی ایران (IR-IECF) به‌منظور مشخصه‌یابی چشمه‌ی پلاسمایی این دستگاه می‌باشد. بدین منظور، یک سامانه تشخیصی پروب لانگمویر برای اندازه‌گیری پارامترهای مختلف پلاسما از جمله دمای الکترون‌، چگالی الکترون، چگالی یون، و پتانسیل پلاسما طراحی و ساخته شده است. با در نظر گرفتن مشخصات چشمه پلاسمایی دستگاه IR-IECF، الکترود مورد استفاده برای پروب یک مفتول از جنس تنگستن با قطر و طول به ترتیب 0.3 و 1.5 میلی‌متر و محافظ آن لوله‌ای سرامیکی از جنس آلومینا با قطر داخلی 0.7 سانتی‌متر انتخاب شده است. جنس اتصلات و پایه نگه‌دارنده پروب بر روی محفظه خلاء نیز استیل ضد زنگ می‌باشد. مدار الکتریکی پروب قادر است ولتاژ و جریان به‌ترتیب 500 ولت و 1میلی‌آمپر را تأمین نماید. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد در بین دو الکترود و در فاصله 25 میلی‌متری از الکترود بیرونی، دمای الکترون برابر باeV 50.1، چگالی الکترون برابر با 1/m31015×3.1، پتانسیل پلاسما برابر با V 198، و چگالی یون برابر با 1/m31015×0.4 می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Design and construction of Langmuir probe diagnostic system for determination of temperature, ion and electron density and potential in IR-IECF device

نویسندگان [English]

  • Maryam Ghapanvari 1
  • Ameneh Kargarian 1
  • Morteza Sedaghat Movahhed 2
  • Alireza Asle Zaeem 3

1 NSTRI

2 NSTRI

3 NSTRI

چکیده [English]

In this paper, we aim to design and construct a Langmuir probe diagnostic system for plasma parameters measurement in the Iranian Inertial Electrostatic Confinement Fusion (IR-IECF) device. For this purpose, a Langmuir probe diagnostic system is designed and constructed to determine the plasma parameters such as temperature, ion and electron density, and potential. Considering the characteristic of the plasma source of IR-IECF, the electrode selected for the probe is a tungsten wire with diameter and length of
0.3 and 1.5mm, respectively, protected by an alumina ceramic tube with inner diameter of 0.7cm. The connections and probe holder base on vacuum chamber are made up of stainless steel. The electrical circuit of probe provides voltage and current of 500v and 1mA, respectively. The obtained results demonstrates that between two electrodes and at the distance of 20mm from the external electrode the electron temperature, the electron density, the plasma potential and the ion density are 50.1 eV, 3.1×1015 1/m3, 198V and 0.4×1015 1/m3, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • IR-IECF device
  • Langmuir probe diagnostic system
  • Cathode voltage
  • Plasma diagnostic