Estudio computacional de confinamiento de plasmas RCE en trampas magnéticas tipo espejo, mínimo-b y cero-b - Murillo Acevedo, Mao Tsetung (Universidad Industrial de Santander, 2014)
En el presente trabajo se analiza mediante métodos computacionales el fenómeno de confina-miento y calentamiento de plasmas, en trampas magnéticas abiertas tipo espejo, mínimo-B y cero-B bajo condiciones de resonancia ciclotrónica electrónica (RCE). Para ello se usa la técnica de partícula en celda en aproximación electrostática. Primero se estudia una trampa magnética de espejo, la cual posee una superficie de resonancia ciclotrónica electrónica en forma de hiperboloide de una hoja. El logro más importante es simular la formación de un anillo en rotación bajo condiciones RCE, el cual a sido detectado desde los años 60 del siglo XX en experimentos pero que no se había podido reproducir o explicar mediante simulaciones computacionales. Se simula la trampa mínimo-B, la cual ya a sido estudiada tanto numérica como experimentalmente, por lo que se logran confrontar 6 tipos diferentes de resultados que nos sirven para validar nuestro código. De igual forma se analisa la trampa cero-B propuesta por el Dr. Dugar-Zhabon cuya característica principal es la nulidad del campo magnético en el centro de la trampa. Los resultados muestran el comportamiento detallado de la componente electrónica en la etapa inicial de formación del plasma. Dado el costo computacional del modelo usado que nos permitía modelar detalles finos de la dinámica de plasma solo se alcanzaron resulta-dos en el tiempo de vida media de los electrones. Durante este periodo la trampa mínimo-B mostró ser mejor para la producción de iones que la trampa cero-B. Los resultados definitivos se obtienen midiendo el tiempo de vida iónico, mediante el uso de otro software, menos pesado computacionalmente, el cual alcanzó a medir el tiempo de vida media iónico, por lo que se obtuvo el parámetro de Lawson de ambas trampas, los cuales mostraron que la trampa cero-B obtiene un mejor desempeño frente a a la trampa mínimo-B
Computational study of confinement of ECR plasmas in mirror, minimum-b and zero-b magnetic traps
Keywords: Confinamiento Magnético; Mínimo-B; Cero-B; Anillos De Electrones; Plasma; Plasma RCE; Magnetic Confinement; Minimum-B; Zero-B; Electrons’s Ring; Plasma; ECR Plasma