نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مجید آرام ¹
• نادر مرشدیان ²
• سجاد اسدی ³
• اسماعیل اسلام ³
• فریبا منصوری ¹

¹ پژوهشکده‌ی لیزر و اپتیک، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 8486-11365، تهران ـ ایران

² پژوهشکده‌ی‌ فیزیک پلاسما و گداخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی، صندوق پستی: 5113-14399، تهران ـ ایران

³ دانشکده فیزیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، کدپستی: 13114-16846، تهران ـ ایران

چکیده

بهینه‌سازی سنجه‌های محیط پلاسمایی کلید گازی سه الکترودی تریگاترون، به دلیل کاربرد گسترده‌ی آن در اغلب تجهیزهای پلاسمایی، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. مبانی نظری کار مبتنی بر شبیه‌سازی مدار تخلیه شامل: خازن اصلی، ضریب القایی مدار و مقاومت پلاسما در حالت کلید بسته، با یک نوسان‌گر کندمیرا بوده است. ولتاژ کلید در محدوده‌ی 6 تا 15 کیلوولت، فشار داخل کلید در بازه‌ی 1 تا 5/1 اتمسفر و شکاف جرقه در گستره‌ی 4/1 تا 8/2 میلی‌متر بود. چگالی الکترون محیط پلاسمایی درون کلید گازی در حالت شکست خودبه‌خود با استفاده از اندازه‌گیری جریان و ولتاژ وابسته به زمان کلید تعیین شد. چگالی الکترونی پلاسما در محدوده‌ی 1024×5/0 تا 1024×5/3 بر متر مکعب به دست آمد و این بازه با مقدارهای گزارش شده برای محیط پلاسمایی مربوط به تخلیه‌ی قوس و جرقه در فشار جو و بالاتر از آن، که مبتنی بر عملکرد جویباری شکست الکتریکی است، در تطابق خوبی است.
 

کلیدواژه‌ها

• کلید تریگاترون
• چگالی الکترون
• پلاسما

عنوان مقاله [English]

Measurment of the plasma electron density of a trigatron switch

نویسندگان [English]

• Majid Aram ¹
• Nader Morshedian ²
• Sajad Asadi ³
• Ismaeil Eslami ³
• Fariba Mansouri ¹

چکیده [English]

Because of its wide applications in plasma based equipment, plasma parameters of a trigatron switch are investigated with the intention of the switch optimization. The theoretical method is based on the simulation of a closed switch discharge circuit, included the main capacitor, total circuit inductance, and plasma resistance, in an under damped oscillator. The charging voltage is between 6 to 15 kilovolts, the switch pressure is between 1 to 1.5 atmospheres and the gap is 1.4 or 2.8 mm. The density of the discharge plasma of the switch in self-breakdown mode is determined using the recorded time varying voltage and the switch current. The obtained electron density of plasma is (0.5-3.5)×10²⁴ per cubic meter, which is in good agreement with the results published in standard references for arc and spark plasma in atmospheric pressure, based on the streamers mechanism.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

• Trigatron switch
• Electron density
• Plasma