Experimental Validation of Plasma-Surface Interaction Models in High-Power Helicon Plasma Sources - Del Valle Gamboa, Juan Ignacio (Guanacaste, Costa Rica : J.I. Del Valle G., 2022)
Esta tesis analiza los fenomenos de erosión presentes en las fuentes helicoidales de plasma. Estas consisten en generadores de plasma mediante radiofrecuencia y carentes de electrodos, que son capaces de producir plasmas de alta densidad a partir de niveles de potencia de entrada bajos y medianos. En forma creciente, han encontrado aplicaciones industriales y academicas que abarcan desde la investigación en física básica, el procesamiento de materiales, la propulsion espacial electrica, e investigaciones relacionadas con la fusión nuclear. Se cree que el hecho de que excitan el plasma a traves de una antena externa y que poseen un campo magnético axial conteniendo al plasma les permite reducir las interacciones de erosion con las superficies internas, sin embargo esta afirmación no ha sido evaluada crıticamente. Se presenta un modelo analítico de estado estable, capaz de estimar la distribución 2D del plasma en fuentes helicoidales de plasma cilındricas, así como la aceleración de los iones a través de las regiones de apantallamiento eléctrico y los correspondientes fenómenos de pulverización catodica en las superficies de confinamiento. El modelo se valido a través de comparación con datos experimentales publicados provenientes de una variedad de fuentes helicoidales de plasma relevantes, y se utilizo posteriormente para estimar las tasas de erosión en las superficies de confinamiento de la fuente helicoidal experimental VX-CR. Los resultados fueron analizados, y las fortalezas y debilidades del modelo fueron discutidas. Las tasas de erosion estimadas más altas se obtuvieron para el extremo cerrado ubicado 'aguas arriba' en la fuente helicoidal cilındrica, seguido de la erosió producida a través del acoplamiento capacitivo por radiofrecuencia (RF).
Trabajo final de graduación (Doctorado en Ciencias Naturales para el Desarrollo énfasis en Tecnologías Electrónicas Aplicadas) Sistema de Estudios de Posgrados. UNED, 2022.
Keywords: PLASMA; EROSIÓN; CIENCIAS NATURALES; SIMULACIÓN