Simulación de Partícula-en-Celda de Trampeo de Plasma Cuasi-Neutro por Campos Eléctricos Multipolares de RF
Autores: Hicks, Nathaniel K.; Bowman, Amanda; Godden, Katarina
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Simulación de Partícula-en-Celda de Trampeo de Plasma Cuasi-Neutro por Campos Eléctricos Multipolares de RF
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Física
Palabras clave
Radiofrecuencia
Trampas de partículas cargadas
Plasma
Especies
Parámetros de RF
Plasma de iones y electrones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Los trampas de partículas cargadas por radiofrecuencia (RF), como la trampa de Paul o trampas multipolares RF de orden superior, pueden ser utilizadas para atrapar plasma cuasi-neutro. La presencia de especies de plasma positivas y negativas mitiga la eyección de partículas que ocurre debido a la repulsión de carga espacial. Para especies simétricas, como un plasma de pares, la distribución de partículas atrapadas es esencialmente igual para ambas especies. Para plasma con especies de relación carga-masa dispar, los parámetros de RF se eligen para atrapar directamente la especie más ligera, lo que lleva a la pérdida de la especie más pesada hasta que se desarrolla suficiente carga espacial neta para prevenir más pérdidas. Se realizan simulaciones electrostáticas bidimensionales (2D) de casos con relación de masa / = 10, y también con plasma de iones y electrones. Se consideran casos multipolares incluyendo orden = 2 (cuadrupolo) y orden superior = 8 (hexadecapolo). El caso de iones ligeros-iones pesados = 8 exhibe pérdidas de partículas menores al 5% durante 2500 períodos de RF, pero el caso de iones-electrones = 8 exhibe una tasa de pérdida más alta, probablemente debido a la no adiabaticidad de las trayectorias de electrones en el límite, pero aún con una baja corriente total de pérdida de electrones del orden de 10 A. El caso de iones-electrones = 2 es adiabático y estable, pero está sujeto a un volumen de atrapamiento más pequeño y una mayor perturbación inicial del plasma en bloque por el campo de atrapamiento.
Descripción
Los trampas de partículas cargadas por radiofrecuencia (RF), como la trampa de Paul o trampas multipolares RF de orden superior, pueden ser utilizadas para atrapar plasma cuasi-neutro. La presencia de especies de plasma positivas y negativas mitiga la eyección de partículas que ocurre debido a la repulsión de carga espacial. Para especies simétricas, como un plasma de pares, la distribución de partículas atrapadas es esencialmente igual para ambas especies. Para plasma con especies de relación carga-masa dispar, los parámetros de RF se eligen para atrapar directamente la especie más ligera, lo que lleva a la pérdida de la especie más pesada hasta que se desarrolla suficiente carga espacial neta para prevenir más pérdidas. Se realizan simulaciones electrostáticas bidimensionales (2D) de casos con relación de masa / = 10, y también con plasma de iones y electrones. Se consideran casos multipolares incluyendo orden = 2 (cuadrupolo) y orden superior = 8 (hexadecapolo). El caso de iones ligeros-iones pesados = 8 exhibe pérdidas de partículas menores al 5% durante 2500 períodos de RF, pero el caso de iones-electrones = 8 exhibe una tasa de pérdida más alta, probablemente debido a la no adiabaticidad de las trayectorias de electrones en el límite, pero aún con una baja corriente total de pérdida de electrones del orden de 10 A. El caso de iones-electrones = 2 es adiabático y estable, pero está sujeto a un volumen de atrapamiento más pequeño y una mayor perturbación inicial del plasma en bloque por el campo de atrapamiento.