Simulación autoconsistente del calentamiento de un plasma en una trampa magnética mínimo-b utilizando el método particle-in-cell electromagnético

Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)Orozco Ospino, Eduardo AlbertoDugar-Zhabon, Valeriy DondokovichEstupiñan Lopez, Alex Francisco2024-03-0420182024-03-0420182018https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/39533Las fuentes de iones de resonancia ciclotrónica electrónica (por sus siglas en inglés, ECRIS), son dispositivos mayormente diseñados para generar haces de iones altamente cargados. En estos sistemas, una trampa magnética mínimoB está formada por la superposición de un campo magnético axial producido por un par de bobinas de corriente y un campo magnético radial formado por un sistema hexapolar se aprovecha para el confinamiento de plasma. En este trabajo el plasma es calentado en una cavidad excitada por un modo T E111 y por una frecuencia de inyección dada por 2,45 GHz es estudiada numéricamente en condiciones de resonancia ciclotrónica electrónica. La interacción de partículas de plasma de hidrógeno con el campo de microondas se simula a través de un código relativista 3D Particle-In-Cell (PIC) desarrollado por nosotros. El campo magnetostático se calcula utilizando la ley Biot-Savart. La evolución del campo electromagnético autoconsistente se determina a través del método de Yee. La densidad de la corriente de plasma se calcula comenzando con las posiciones de las partículas y sus velocidades mediante un método de carga conservativa propuesto por T. Umeda. Las nuevas posiciones y velocidades de las partículas, son calculadas resolviendo la ecuación relativista de Newton-Lorentz, usando el método de Boris. Presentamos la distribución espacial de los electrones y su espectro energético después de 96 ns de cálculo en un plasma homogéneo de densidad igual a 2 × 1010 cm−3 y una distribución maxwelliana para las velocidades, con una temperatura inicial de 5,44 × 10−4 eV . La simulación muestra que la población de electrones puede dividirse en tres grupos: fríos (con una energía menor que 1 keV ), calientes (con un rango de energía entre 1 − 10 keV ) y supercalientes (con una energía superior a los 10 keV ).application/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Resonancia Ciclotrónica Electrónica (Ecr)Trampa Magnética Mínimo-BCalentamiento Del PlasmaMétodo Particle-In-Cell (Pic).Simulación autoconsistente del calentamiento de un plasma en una trampa magnética mínimo-b utilizando el método particle-in-cell electromagnéticoUniversidad Industrial de SantanderTesis/Trabajo de grado - Monografía - MaestriaUniversidad Industrial de Santanderhttps://noesis.uis.edu.coElectron Cyclotron Resonance (Ecr)Minimum-B Magnetic TrapPlasma HeatingParticle-In-Cell (Pic) Method.Self-consisting simulation of the heating of a plasma in a minimum-b magnetic trap using the particle-in-cell electromagnetic method 3 .info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)