|
|
|
|
طراحی و شبیه‌سازی سیستم پلاسمای هلیکون با بسامد 13/56 مگاهرتز و توان بسامد رادیویی 1/5 کیلو وات
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
فاضل پور سمانه ,چخماچی دوم امیر ,ایرجی داود ,حمزه تفرشی محمدامیر ,صادقی حسین
|
|
منبع
|
علوم و فنون هسته اي - 1398 - دوره : 88 - شماره : 2 - صفحه:32 -43
|
|
|
|
|
چکیده
|
در این مقاله، به بررسی و شبیه سازی یک سیستم چشمه ی پلاسمای هلیکون با استفاده از آنتن ناگویا، به صورت سه بعدی با استفاده از نرم افزار شبیه سازی کامسول مالتی فیزیکس پرداخته شده است. در شبیه سازی انجام شده، تمام برهم کنش ها و پارامترهای موثر بر فرایند تولید پلاسما در نظر گرفته شده است، علاوه بر این، سطح مقطع واکنش هایی که در پلاسما رخ می دهد از انرژی 0/001ev تا mev 1 در نرم افزار وارد شده است. در این شبیه سازی، میدان مغناطیسی پیچه ها g600، جریان آنتن a6، فشار گاز mtorr 10 و شار ورودی گاز (sccm) 50 در نظر گرفته شده است. در نهایت با استفاده از آنتن ناگویا پلاسمایی با چگالی 2/6×10^18 m^-3 و دمای 2.6 ev به دست آمد. این مقاله علاوه بر طراحی و شبیه سازی چشمه ی پلاسمای هلیکونی، تاثیر تغییرات جریان اعمال شده به آنتن ناگویا بر چگالی و توان جذب شده ی پلاسمای هلیکونی را مورد بررسی قرار می دهد. برای اعتبارسنجی شبیه سازی انجام شده به مقایسه ی داده های تجربی و شبیه سازی برای 7 دستگاه هلیکون ساخته شده تاکنون پرداخته شد. مقایسه ی انجام شده نشان داد که نتیجه هایی که از شبیه سازی این سیستم ها به دست می آیند به صورت قابل قبولی با داده های تجربی و آزمایشگاهی گزارش شده مطابقت دارند. هدف اصلی طراحی این چشمه ی پلاسما، بررسی پارامترهای موثر بر افزایش چگالی به منظور استفاده در سیستم باریکه خنثی (گرمایش کمکی) برای توکامک های اندازه کوچک هم چون توکامک دماوند است.
|
|
کلیدواژه
|
پلاسمای هلیکون، پلاسماهای با بسامد رادیویی، شبیه‌سازی
|
|
آدرس
|
سازمان انرژی اتمی, پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای, پژوهشکده‌ی پلاسما و گداخت هسته‌ای, ایران, سازمان انرژی اتمی, پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای, پژوهشکده‌ی پلاسما و گداخت هسته‌ای, ایران, دانشگاه صنعتی امیر کبیر, دانشکده‌ی فیزیک و مهندسی انرژی, ایران, سازمان انرژی اتمی, پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای, پژوهشکده‌ی پلاسما و گداخت هسته‌ای, ایران, دانشگاه صنعتی امیر کبیر, دانشکده‌ی فیزیک و مهندسی انرژی, ایران
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Design and simulation of the helicon plasma system with 1.5 kW RF power and 13.56 MHz frequency
|
|
|
|
|
Authors
|
Chakhmachi A ,Iraji D ,Sadeghi H ,Tafreshi M ,Fazelpour S
|
|
Abstract
|
In this paper, a Helicon plasma system with Nagoya Type III antenna was designed and simulated by using COMSOL Multiphysics 5.2. In our simulation, all effective interactions and parameters in the plasma production process are considered. Besides, the crosssections of the reactions which are occurred in the plasma with the energy range from 0.001 eV to 1MeV are applied in the software. Meanwhile, the ArgonHelicon plasma is produced by using Nagoya Type III antenna considering the following conditions: the magnetic field of 600 G, the antenna current 6 Ampere, with the operating gas pressure 10 mTorr and inlet gas flux of 50 (SCCM). Finally, the plasma density of the order 2×1018 m3 and a temperature of 2.6 eV were obtained by using the Nagoya antenna. The effect of the variations of the current, which was applied to the Nagoya antenna, on the density and absorbed power of the Helicon plasma was also investigated. This simulation was made for seven operational helicon devices, and the results have seemed reasonable.
|
|
Keywords
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|