طراحی و ساخت سامانه پروب لانگمویر برای تعیین پارامترهای تخلیه درخشان جهت آماده‏ سازی محفظه خلاء در توکامک دماوند

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ‏ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‏ ای، سازمان انرژی اتمی، تهران، ایران

2 پژوهشکده گداخت، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی، تهران، ایران

3 پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ‏ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‏ای، سازمان انرژی اتمی، تهران- ایران

4 دانشکده فیزیک و مهندسی انرژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران- ایران

5 پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته‏ ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ‏ای، سازمان انرژی اتمی، تهران، ایران

چکیده

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 به ترتیب 400 ولت و 1 آمپر را تأمین نماید و می‏تواند پالس‏های مثلثی در بازه فرکانسی 10هرتز الی 10کیلوهرتز را تولید نماید. پلاسمای تخلیه درخشان هیدروژن به منظور پاکسازی محفظه خلأ، 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 به ترتیب برابر با 5.8 الکترون‏ولت، 1015×1.17 بر متر مکعب، 236ولت و 523 میکرومتر می‏باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

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

نویسندگان [English]

  • Farid Sedighi 1
  • Ardavan Kouhi 2
  • Chapar Rasouli 3
  • Davoud Iraji 4
  • Hossein Rasouli 5
1 Plasma and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
2 Plasma Physics and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
3 Plasma and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
4 Department of the Energy Engineering and Physics, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
5 Plasma and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this paper, the hydrogen glow discharge parameters 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 6mm, respectively. The electrical circuit constructed for this system is capable of supplying voltage and current in the order of 400V and 1A, and can produce triangular pulses in the frequency range of 10Hz to 10kHz. 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 450V, current of 1.5A and pressure of 10-3Torr. By applying voltage to the electrode of probe, in the range of 200 to 350 volts, the current drawn from the probe was measured. By interpreting the current-voltage 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 5.8eV, 1.17×1015m-3, 236V and 523 μm, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Glow Discharge
  • Tokamak
  • Langmuir probe
  • Electron Temperature
  • Plasma Density