طراحی و ساخت سامانه تشخیصی پروب لانگمویر به‌منظور تعیین دما، چگالی یون و الکترون، و پتانسیل پلاسما در دستگاه محصورسازی الکترواستاتیکی اینرسی ایران

در این مقاله، هدف طراحی و ساخت سامانه تشخیصی پروب لانگمویر جهت اندازه گیری پارامترهای پلاسما در دستگاه گداخت به روش محصورسازی الکترواستاتیکی اینرسی ایران (ir-iecf) به منظور مشخصه یابی چشمه ی پلاسمایی این دستگاه می باشد. بدین منظور، یک سامانه تشخیصی پروب لانگمویر برای اندازه گیری پارامترهای مختلف پلاسما از جمله دمای الکترون ، چگالی الکترون، چگالی یون، و پتانسیل پلاسما طراحی و ساخته شده است. با در نظر گرفتن مشخصات چشمه پلاسمایی دستگاه ir-iecf، الکترود مورد استفاده برای پروب یک مفتول از جنس تنگستن با قطر و طول به ترتیب 0.3 و 1.5 میلی متر و محافظ آن لوله ای سرامیکی از جنس آلومینا با قطر داخلی 0.7 سانتی متر انتخاب شده است. جنس اتصلات و پایه نگه دارنده پروب بر روی محفظه خلا نیز استیل ضدزنگ می‌باشد. مدار الکتریکی پروب قادر است ولتاژ و جریان به ترتیب 500 ولت و 1 میلی آمپر را تامین نماید. نتایج به دست آمده نشان می دهد در بین دو الکترود و در فاصله 25 میلی متری از الکترود بیرونی، دمای الکترون برابر باev  50.1، چگالی الکترون برابر با 11/m 10^15×3.3، پتانسیل پلاسما برابر با v 198 و چگالی یون برابر با 0.4×10^15 1/m^3 می باشد.

design and construction of langmuir probe diagnostic system for determination of temperature, ion and electron density and potential in ir-iecf device

this paper aims to design and construct a langmuir probe diagnostic system for plasma parameters measurement in the iranian inertial electrostatic confinement fusion (ir-iecf) device. for this purpose, a langmuir probe diagnostic system is designed and constructed to determine the plasma parameters such as temperature, ion and electron density, and potential. considering the characteristic of the plasma source of ir-iecf, the electrode selected for the probe is a tungsten wire with a diameter and length of 0.3 and 1.5mm, respectively, protected by an alumina ceramic tube with an inner diameter of 0.7cm. the connections and probe holder base on the vacuum chamber are stainless steel. the electrical circuit of the probe provides voltage and current of 500v and 1ma, respectively. the obtained results demonstrate that between two electrodes and at a distance of 25mm from the external electrode, the electron temperature, the electron density, the plasma potential, and the ion density are 50.1 ev, 3.1×1015 1/m3, 198v, and 0.4×1015 1/m3, respectively.