Investigación

Estudio de las características de propagación de un plasma pulsado generado en un acelerador coaxial

R. Castell, E. Iglesias, J. Ruiz–Camacho y J. Ramírez

Universidad Simón Bolívar, Caracas 1080–A Venezuela, e–mail: rcastell@usb.ve

Recibido el 6 de mayo de 2009
Aceptado el 1 de diciembre de 2009

Resumen

La propagación de un pulso de plasma generado en un acelerador coaxial de 4 kJ, es detectada simultáneamente a través de una sonda doble de Langmuir y un sistema óptico de deflexión láser. La señal de deflexión sobre un haz láser de He–Ne, colocado perpendicularmente al eje de propagación, es una medida de los altos gradientes espacio–temporales generados por el pulso de plasma. Para esto se utiliza un detector de cuadratura de respuesta rápida (10 ns), que permite medir desviaciones angulares del haz de hasta 2 µrad. La sonda de Langmuir se utiliza para medir los tiempos de vuelo del plasma a lo largo del eje bajo diferentes condiciones del gas de fondo. El estudio comparativo de estas dos señales es realizado en ambientes de nitrógeno y helio a presiones de 50 a 500 mTorr sobre una cámara de expansión de 50 cm de longitud y 10 cm de diámetro.

Descriptores: Descargas pulsadas; pistolas de plasma; sondas de langmuir; deflectometría; propagación de plasmas.

Abstract

The propagation and expansion of the plasma produced by a coaxial plasma gun is evaluated simultaneously using a laser beam deflection technique and a Langmuir double probe. The first method is very sensitive to the time and space dependent gradients produced by the pulsed plasma, and it is applied to measure the resulting beam deflection over a He–Ne laser beam that is placed perpendicular to the propagation axis. The system with a quadrature detector has a rise time response of 10 ns and a resolution of 2 µrad. The Langmuir double probe is used along the axis and allows us to measure the time of flight under diverse plasmas conditions. We present comparative measurements for Nitrogen and Helium background gases from 50 to 500 mTorr, in a 50 cm long and 10 cm diameter chamber.

Keywords: Plasma gun; pulsed power discharge; langmuir probe; laser deflectometer; plasma kinetics.

PACS: 52.80.–s; 52.70.–m; 52.70.Kz; 52.70.Ds; 52.80.Tn

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