Metodos de analise experimental de uma configuração de campo reverso no TC1-UNICAMP

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DATA DE PUBLICAÇÃO

1993

RESUMO

Este trabalho objetivou a caracterização tanto da máquina TCI-UNICAMP quanto do plasma produzido na configuração de campo reverso (C.C.R.) nela formada e para tal vários sistemas de diagnósticos foram implementados quais sejam: Sondas magnéticas, sonda de fluxo excluído, espectros copia no visível, copos de Faraday, sonda de pressão (piezoelétrica) e fotografias ultrarápidas (IMACON). Os resultados das medidas foram testados e analisados à luz dos modelos teóricos e semiempíricos existentes. Para a correta operação da máquina TCI-UNICAMP, houve a necessidade de se desenvolver chaves especiais, confiáveis quanto à precisão no instante de fechamento ( "jitter") e durabilidade, construídas com materiais existentes no mercado nacional e capazes de controlar altas correntes e tensões presentes em experimentos como este ( 300kA-30kV). Foram projetadas e construídas chaves do tipo "distorção de campo" tanto para partida como para o "crowbar" das descargas dos bancos de capacitores (principal e pré-ionização) com um bom resultado, tanto no seu desempenho quanto na versatilidade dos ajustes dos seus eletrodos e na sua manutenção. A utilização do "crowbar" na descarga da pré-ionização do TCI-UNICAMP é inédita em máquinas como esta e possibilitou uma otimização da pré-ionização, no que tange à não perturbação da descarga principal. Foi realizado um estudo sistemático do "crowbar" do banco principal e sua operacionalidade alcançada. A caracterização eletromagnética do TCI-UNICAMP foi realizada com a utilização de sondas magnéticas múltiplas para descargas em vácuo e do arranjo denominado sonda de fluxo excluído para o estudo da dinâmica da C.C.R. .Foram também determinados vários outros parâmetros como o raio da separatriz, e os importantes parâmetros para a utilização dos modelos e leis de escala, B. e E., os campos de "Green e Newton", apresentados no capítulo V. Foi realizada ainda a medida da variação temporal da temperatura iônica através da espectroscopia no visível, com o OMA no modo pulsado, registrando os espectros das linhas de impurezas do CIII e CIV , para uma pressão de operação de lOmTorr de hidrogênio. Foram obtidas temperaturas no intervalo entre 70 e 200 eV através da medida do alargamento Doppler e uma estimativa da densidade eletrônica de 1015cm-3 através da medida do alargamento "Stark" da linha do íon NII ( À = 4674,9 angstrons). Observou-se a dinâmica da fuga das partículas pelas extremidades do TC1- UNICAMP utilizando-se um sistema de analisadores multicanal do tipo copo de Faradaye a velocidade média das partículas em fuga de (1,0 x 1O7cm/seg) foi determinada através da medida do tempo de vôo com um copo de Faraday simples. Este último diagnóstico foi confirmado por outro método, utilizando a sonda de pressão ,cujo resultado indica uma velocidade média de escape de (9,1 x 1O6cm/ seg) Os resultados da IMACON revelaram um novo modo de operação da máquina com a predominância do modo rotacional n = 4 utilizando se uma determinada temporização dos chaveamentos dos bancos de capacitores. A análise do conjunto dos dados como um todo sugere que a predominância do modo n = 4 está associada à contração axial da C.C.R., com uma velocidade comparável à velocidade de implosão radial. Em termos de metodologia na análise dos dados, desenvolveu-se a análise de fases relativas entre os dados de sondas magnéticas localizadas em posições espaciais diferentes numa mesma descarga, que se revelou bastante sensível à dinâmica do plasma formado (C.C.R.). Este método é sem dúvida extremamente importante na caracterização experimental de um plasma confinado magnéticamente, onde ocorrem processos de difusão tanto de campos como de particulas. A fase é potencialmente muito rica em informaçôes sobre o plasma que e um meio bastante dinâmico. Estendeu-se o método da análise das fases relativa para os raios da separatriz em diferentes posições axiais para uma mesma descarga, revelando o movimento axial da C.C.R. (contração axial). De um modo geral foi possível realizar uma detalhada caracterização da C.C.R. no TCI-UNICAMP procurando se a melhor otimização da sua descarga

ASSUNTO(S)

campos magneticos espectroscopia de plasma

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