Análisis de la generación de iones negativos de hidrogeno en un plasma de resonancia ciclotronica electrónica

Abstract

Los haces de ¡ones negativos de alta energía atraen la atención pues pueden ser aplicados paramodificar las superficies sólidas, neutralización de aisladores sometidos a implantación por ¡onespositivos, en calentamiento de plasma para equipos tipo Tokamak. Un gran interés ha surgido enlos últimos años en la aplicación de programas de fusión termonuclear como el programa ITER(Internacional Termonuclear Reactor). Los iones negativos de hidrógeno se producen en la fuenteHELIOS en dos etapas que consisten en la excitación de moléculas de hidrógeno tanto en losestados altos de Rydberg como en los altos niveles vibracionales y en la disociación de lasmoléculas excitadas que logran captar los electrones de la emisión secundaria. Los electronessecundarios aparecen debido al bombardeo del electrodo plásmico por uno de los anillos deelectrones que aparecen debido a la interacción de resonancia ciclotrónica de los electronesplásmicos con un campo de microondas. Tomando en cuenta que la segunda etapa es crucial parala generación directa de los iones negativos, nosotros proponemos adicionar a la fuente HELIOScomo una fuente de electrones de baja energía que son los electrones de la termoemisión. Losalambres calentados de tungsteno que emiten los termoelectrones se localizan cerca de lasparedes laterales de la cámara de descarga. En este trabajo se estudia el papel de los electronesde emisión térmica en procesos de producción de ¡ones negativos de hidrógeno en la fuenteHELIOS en dos etapas. Se muestra que los ¡ones negativos de hidrógeno que se producenprincipalmente debido a excitación de las moléculas de hidrógeno hasta altos niveles de Rydbergen el volumen de la descarga y la adhesión disociativa de termoelectrones por las moléculasexcitadas. Se determina que la adición de los termoelectrones aumenta significativamente laeficacia de la fuente HELIOS.