Estudio del metodo particle-in-cell para simulacion de un plasma bajo condiciones ecr en una trampa magnetica minimo -b
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Date
2004
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Se estudian las características de un plasma bajo condiciones de Resonancia Ciclotrónica Electrónica (RCE) confinado en una trampa magnética tipo mínimo-B mediante un código de simulación computacional basado en el Método Particle-in-Cell y el esquema de integración de Boris-Leapfrog. El movimiento de las partículas cargadas se describe por la ecuación de Newton-Lorentz, la cual es relativista para los electrones y clásica para los iones. El campo electrostático se encuentra a través de la solución de la ecuación de Poisson en diferencias finitas. El código numérico hace posible obtener e interpretar la distribución espacial de los iones y electrones en el volumen de la cámara de descarga de la fuente iónica ECRIS, así como también en cualquier zona local y las trayectorias de las partículas en el espacio de la cámara. Los resultados de simulación permiten evidenciar que el plasma es inhomogéneo y anisotrópico con tres grupos de electrones: fríos, calientes y supercalientes con diferentes órdenes de magnitud. Se encontró que el plasma core está compuesto principalmente por electrones caliente e iones, mientras que la mayor parte de los electrones fríos se localizan en la corona, los electrones supercalientes se localizan en la superficie de resonancia. Además, se encontró que en los plasmas dentro de las ECRIS mínimo-B se observan las oscilaciones bounce y trayectorias tipo banana de los electrones.
Description
Keywords
Fuentes iónicas ECRIS, Trampa Magnética Mínimo-B, Resonancia Ciclotrónica Electrónica, Método Particle-in-Cell tridimensional.