طراحی و ساخت سامانه پروب لانگمویر برای تعیین پارامترهای تخلیه درخشان جهت آماده‌سازی محفظه خلا در توکامک دماوند

در این مقاله پارامترهای پلاسمای تخلیه درخشان هیدروژن با استفاده از سامانه پروب لانگمویر اندازه‏‌گیری گردید. بدین منظور برای اندازه‏‌گیری این پارامترها در توکامک دماوند، قسمت‏‌های مختلف پروب لانگمویر طراحی و ساخته شد. الکترود مورد استفاده در این سامانه یک مفتول از جنس تنگستن با قطر و طول به ترتیب 0.1 و 6 میلی‏‌متر است. مدار الکتریکی طراحی شده برای این سامانه قادر است تا ولتاژ و جریان به‌ترتیب 400 ولت و 1 آمپر را تامین نماید و می‏‌تواند پالس‏‌های مثلثی در بازه فرکانسی ‌10 هرتز الی 10 کیلوهرتز را تولید نماید. پلاسمای تخلیه درخشان هیدروژن به‌منظور پاک سازی محفظه خلا، به ‌وسیله دو الکترود که در قسمت تحتانی توکامک دماوند وجود دارد، در ولتاژ 450 ولت، جریان 1.5 آمپر و فشار 3^-10 تور تولید می‏‌گردد. با اعمال ولتاژ به الکترود پروب در بازه 200 الی 350 ولت، جریان عبوری از پروب اندازه‌‏گیری و با تحلیل مشخصه جریان ولتاژ، پارامترهای پلاسما مشخص می‏‌شود. دمای الکترونی، چگالی پلاسما، پتانسیل پلاسما و طول دبای پلاسمای تخلیه درخشان هیدروژن که با استفاده از این سامانه اندازه‌‏گیری شده است به‌ترتیب برابر با 5.8 الکترون‏ولت، 10^15×1.17 بر متر مکعب، 236ولت و 523 میکرومتر می‌‏باشد.

Design and fabrication of Langmuir probe system for determination of glow discharge parameters for vacuum vessel conditioning of Damavand tokamak

In this paper, the plasma parameters of hydrogen glow discharge were measured using Langmuir probe system. To measure these parameters in Damavand tokamak, different parts of the Langmuir probe were designed and fabricated. The electrode used in this system is a tungsten wire with diameter and length of 0.1 and 6 mm, respectively. The electrical circuit constructed for this system is capable of supplying voltage and current in the order of 400 V and 1 A, and can produce triangular pulses in the frequency range of 10 Hz to 10 kHz, respectively. Glow discharge hydrogen plasma, which is used for vacuum vessel cleaning and conditioning, is produced by two electrodes located in the lower part of the Damavand tokamak with the voltage of 450 V, current of 1.5 A and pressure of 103 Torr. By applying voltage to the electrode of probe, in the range of 200 to 350 V, the current drawn from the probe was measured. By interpreting the currentvoltage characteristic, the plasma parameters were determined. The electron temperature, plasma density, plasma potential, and Debye length of the hydrogen glow discharge measured using this system are 5.8e V, 1.17×1015 m3, 236 V and 523 μm, respectively.