طراحی و شبیه‌سازی سیستم پلاسمای هلیکون با بسامد 13/56 مگاهرتز و توان بسامد رادیویی 1/5 کیلو وات

Abstract

در این مقاله، به بررسی و شبیه­سازی یک سیستم چشمه­ی پلاسمای هلیکون با استفاده از آنتن ناگویا، به صورت سه بعدی با استفاده از نرم­افزار شبیه­سازی کامسول مالتی فیزیکس پرداخته شده است. در شبیه­سازی انجام شده، تمام برهم­کنش­ها و پارامترهای مؤثر بر فرایند تولید پلاسما در نظر گرفته شده است، علاوه بر این، سطح مقطع واکنش­هایی که در پلاسما رخ می­دهد از انرژی 0/001ev تا <br /> MeV 1 در نرم­افزار وارد شده است. در این شبیه­سازی، میدان مغناطیسی پیچه­ها 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 2×10¹⁸ m^-3 و دمای 2.6 eV به دست آمد. این مقاله علاوه بر طراحی و شبیه­سازی چشمه­ی پلاسمای هلیکونی، تأثیر تغییرات جریان اعمال شده به آنتن ناگویا بر چگالی و توان جذب شده­ی پلاسمای هلیکونی را مورد بررسی قرار می­دهد. برای اعتبارسنجی شبیه­سازی انجام شده به مقایسه­ی داده­های تجربی و <br /> شبیه­سازی برای 7 دستگاه هلیکون ساخته شده تاکنون پرداخته شد. مقایسه­ی انجام شده نشان داد که نتیجه­هایی که از شبیه­سازی این سیستم­ها به دست می­آیند به صورت قابل قبولی با داده­های تجربی و آزمایشگاهی گزارش شده مطابقت دارند. هدف اصلی طراحی این چشمه­ی پلاسما، بررسی پارامترهای مؤثر بر افزایش چگالی به منظور استفاده در سیستم باریکه- خنثی (گرمایش کمکی) برای توکامک­های اندازه- کوچک هم­چون توکامک دماوند است.