نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، تهران، ایران

2 هیأت علمی

3 پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

4 هیات علمی

10.24200/nst.2022.1141.1751

چکیده

در این کار، ابتدا یک پلاسمای میکروموج آرگون با فرکانس 45/2 گیگا هرتز در فشار پایین به صورت تجربی بدست می آید. سپس سعی می شود مشخصات پلاسمای تشکیل شده (دما و چگالی الکترون ها) در حضور و بدون حضور میدان مغناطیسی با استفاده از بیناب نمایی نشر نوری محاسبه و مقایسه شود. از آهنربا‌های دایمی جهت محصور سازی پلاسما و تامین میدان مغناطیسی در مکانیزم تشدید سیکلوترونی الکترونی استفاده شده و به کمک شبیه‌سازی، چیدمان مناسب آهن رباها برای تولید میدان مغناطیسی مورد نظر بدست می آید. در ادامه با استفاده از مد‌ل‌های فیزیکی مربوطه، دما و چگالی الکترون ها محاسبه می شود. نتایج بدست آمده نشان می دهد میدان مغناطیسی اثر قابل توجه روی مشخصات پلاسما داشته و حدود 125 درصد افزایش دما و 200 درصد افزایش چگالی الکترون‌ها را در پی دارد. همچنین نشان داده می‌شود طبق انتظار با کاهش فشار، دمای الکترون‌ها افزایش و چگالی آن ها کاهش می‌یابد که این، صحت آزمایش و نتایج بدست آمده را تایید می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Characterization of microwave source plasma in the presence of a magnetic field caused by a permanent magnet

نویسندگان [English]

  • Zohreh Dehghani 1
  • Elnaz Khalilzadeh 2
  • Seyedeh Narges Razavinia 3
  • امیر چخماچی 4

1 The Plasma Physics and Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran Iran

2 plasma

3 Nuclear Science and Technology Research Institute

4 هیات علمی

چکیده [English]

In this work, argon microwave plasma with a frequency of 2.45 GHz at low pressure is obtained experimentally. Then, the characteristics of the formed plasma (temperature and density of electrons) in the presence and without the presence of a magnetic field are calculated and compared using optical emission spectroscopy. Permanent magnets are used to enclose the plasma and supply the magnetic field in the electron cyclotron resonance mechanism, and with the help of simulation, the proper arrangement of the magnets to produce the desired magnetic field is obtained. Then, using the relevant physical models, the temperature and density of the electrons are calculated. The results show that the magnetic field has a significant effect on the plasma characteristics and causes about 125% increase in temperature and 200% increase in electron density. It is also shown that as expected, as the pressure decreases, the temperature of the electrons increases and their density decreases, which confirms the accuracy of the experiment and the results obtained.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Microwave Plasma
  • Plasma Characterization
  • Electron Cyclotron Resonance Mechanism