Simulación de un plasma calentado mediante resonancia ciclotrónica electrónica confinado en una trampa magnética cero-B

Autores/as

  • Valeriy Dondokovich Dugar-Zhabon Universidad Industrial de Santander.
  • Mao Tsetung Murillo-Acevedo Universidad Santo Tomas, Bucaramanga.
  • Anatoly Umnov University of Russia, Moscow.

DOI:

https://doi.org/10.15332/iteckne.v12i2.1237

Palabras clave:

Trampa magnética, resonancia ciclotrónica electrónica, simulación mediante el método partícula en celda.

Resumen

Actualmente el estudio del comportamiento de plasmas en campos magnetostáticos asimétricos de configuración compleja solo es posible a través de simulación computacional. La eficiencia de confinamiento del plasma en una trampa cero-B, el cual es comprimido longitudinalmente por un espejo magnético y transversalmente por el campo de un hexapolo magnético, es determinada a través del método de partícula en celda electrostático. En el modelo simulado el plasma es calentado por microondas de 14 GH cuya potencia es transmitida a los electrones mediante resonancia ciclotrónica. La distribución espacial de la componete iónica y electrónica es mostrada. Se encuentra que la población electrónica puede ser dividida en tres grupos, fríos, calientes y super calientes. Los datos obtenidos para la distribución de la densidad tanto radial como longitudinal son comparados con las mismas distribuciones encontradas para la trampa mínimo-B. Como resultado se encuentra que la trampa cero-B presenta algunas ventajas frente a la trampa mínimo-B.

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Biografía del autor/a

Valeriy Dondokovich Dugar-Zhabon, Universidad Industrial de Santander.

Ph.D. Physics. Universidad Industrial de Santander
Bucaramanga, Colombia.

Mao Tsetung Murillo-Acevedo, Universidad Santo Tomas, Bucaramanga.

Ph. D(c) Physics. Universidad Santo Tomas Bucaramanga, Colombia.

Anatoly Umnov, University of Russia, Moscow.

Ph.D. Physics, University of Russia, Moscow, Russia.

Citas

R. Geller, “Electron Cyclotron Resonance Ion Sources and ECR Plasmas” Inst. Phys. Publishing, Bristol-Philadelphia, 1994.

V. D. Dougar-Jabon, A.M. Umnov and V.B Kutner, “Calculating method for confinement time and charge distribution of ions in electron cyclotron resonance sources”, Rev Sci Instrum, vol. 67, p. 1152, 1996.

V. D. Dougar-Jabon, A.J. Chacon Velasco, A.M. Umnov and V.I. Kariaka, “Confinement of Ions in Sources Based on Electron Cyclotron Resonance Phenomenon” Phys Scripta, vol. 60, p. 250, 1999.

V. D. Dougar-Jabon, A. M. Umnov, and D. Suescun Diaz, “Three dimensional simulation of an ECR plasma in a minimum-B trap” Rev Sci Instrum, vol. 73, p. 629, 2002.

V. D. Dougar-Jabon, A. M. Umnov, and D. Suescun Diaz, “Properties of Plasma in an ECR Minimum-B Trap via Numerical Modeling” Physica Scripta, vol. 70, no. 1, p. 38, 2004.

K. S. Golovanivsky, V. D. Dougar-Jabon and D. V. Reznikov, Phys Rev E, vol. 52, p. 2969, 1995.

V. Dougar-Jabon and E. Orozco, “Cyclotron spatial autoresonance acceleration model”, Phys Rev ST Accel Beams, 12, 041301, 2009.

V. Dougar-Jabon and E. Orozco, “Three-Dimensional Particle-In-Cell Simulation of Spatial Autoresonance Electron-Beam Motion”, IEEE Trans Plasma Sci 38, p. 2980, 2010.

H. Ikegami, M. Ikezi, S. Tanaka and K. Takayama, “Shell structure of a hot-electron plasma”, Phys Rev Lett. vol. 19, p. 778, 1967.

M. Porcolab, L. Friedland and I. B. Bertnstein, “Electron cyclotron resonance heating of plasmas in tandem mirror traps”, Nucl Fusion vol. 21, p. 1643, 1981.

V. D. Dugar-Zhabon, K. S. Golovanivsky and S. A. Safonov, “An ECR source of multicharged ions HELIOS-12”, Nucl Instrum Meth Phys Res, vol. 219, p. 263, 1984.

V. D. Dougar-Jabon and M. T. Murillo, “Formation of a hot electron ring in an ECR mirror trap through a particle-in-cell simulation study”, IEEE Trans Plasma Sci, vol. 38, p. 3449, 2010.

V. D. Dougar-Jabon, F. A. Vivas Mejía and A. M. Umnov, “Plasma confinement in a electron cyclotron double cusp trap”, Phys Scripta vol. 62, p.183, 2000.

F. Chen, “Introduction to Plasma Physics”, p.190, Plenum Press, New York and London, 1974.

R. W. Hockney and J. W. Easwood, Computer Simulation Using Particles, McGraw-Hill, New York, 1981.

C. K. Birdsall, and A. B. Langdon, Plasma Physics via Computer Simulation, A. Higler Series on Plasma Physics, 1995.

G. Lapenta, F. Inoya, and J. U. Brackbill, “Particle in cell simulation of glow discharges in complex geometries”, IEEE Trans. Plasma Sci. vol. 23, p. 769, 1995.

E. N. Nikolaev, R. M. Heeren, A. M. Popov, A. V. Pozdneev and K. S. Chingin “Realistic modeling of ion cloud motion in a Fourier transform ion cyclotron resonance cell by use of a particle-in-cell approach”, Rapid Communications in Mass Spectrometry vol. 21, Issue 22, pp. 3527-3546, november, 2007.

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Publicado

2015-11-06

Cómo citar

Dugar-Zhabon, V. D., Murillo-Acevedo, M. T., & Umnov, A. (2015). Simulación de un plasma calentado mediante resonancia ciclotrónica electrónica confinado en una trampa magnética cero-B. ITECKNE, 12(2), 111–118. https://doi.org/10.15332/iteckne.v12i2.1237

Número

Sección

Artículos de Investigación e Innovación