توصيف بلازما مضاعفة متعددة القطبية المغناطيسية والكشف عن عدم استقرارية صوتية أيّونية منخفضة التردّد

الملخص

إنّ اضّطراباً إلكتروساتيكيّاً عند تردّد منخفض مولّداً بالمنظومة "حزمة أيّونات- بلازما" كان قد تمّت دراسته تجريبيّاً في آلة البلازما المضاعفة بوجود شبكة مقطّبة سلبيّاً تفصل بين غرفتيْ إنتاج البلازما المنبع والبلازما الهدف.

لقد تمّ حدوث إثارة ذاتية لعدم استقراريّة صوتيّة أيّونيّة عند تردّد منخفض في البلازما الهدف بجوار الشبكة وذلك عندما تكون الطاقتان الكامنتان للبلازمتيْن الواقعتان على كلّ من طرفيْ الشبكة متساويتين تقريباً وأيضاً عندما يكون توليد البلازما الترمو- أيّوني محصوراً على غرفة المنبع. لقد تمتّ ملاحظة عدم الاستقراريّة هذا وتسجيله من خلال حقن حزمة أيّونات من البلازما المنبع باتجاه البلازما الهدف تمّ اختيار سرعتها بين السرعة الصوتيّة الأيّونيّة وضعفيْ هذه القيمة  . إنّ تردّد تلك اللااستقراريّة    محصور بين  100kH و200kH، والذي يشكّل تقريباً عشر تردّد البلازما الأيّوني ().

يُعزى نشوء تلك اللااستقرارية إلى وجود غمد من الأيونات الصّرْفة حول الشبكة، فقد تمّ الكشف عنها كمركّبة عشوائيّة لتيار الشبكة وأيضاً كانتشار لتموّج الكثافة في البلازما الهدف بدرجة تعديل تبلغ بضعة أجزاء بالمائة. لقد لوحظ أنّ سعة التموّج لتلك الكثافة تبلغ حدّاً أعظميّاً على بعد بضعة سنتيمترات من الشبكة الفاصلة بين الغرفتيْن.

Une turbulence électrostatique à basse fréquence générée par le système "faisceau d’ions-plasma" a été étudiée expérimentalement dans une machine "double-plasma" avec une grille négativement polarisée qui sépare les deux chambres de production des plasmas: source et cible.

L’auto-excitation d’une instabilité acoustique ionique à basse fréquence a lieu dans le plasma cible autour de la grille lorsque les potentiels des plasmas sur chaque côté de la grille sont presque égaux et lorsque la production du plasma thermo-ionique est restreinte à la chambre source. Cette instabilité est observée et enregistrée pendant l’injection d’un faisceau d’ions du plasma source vers le plasma cible ayant une vitesse choisie entre la vitesse acoustique ionique et le double de cette valeur . La fréquence de cette instabilité est comprise entre 100kH et 200kH, ce qui constitue à peu près un dixième de la fréquence du plasma ionique .

Liée à l’existence d’une gaine d’ions pure autour de la grille, cette instabilité est détectée comme un composant aléatoire du courant de la grille et comme une propagation de fluctuation de la densité dans le plasma cible avec un degré de modulation de quelques pourcents. L’amplitude de fluctuation de la densité est maximale à quelques centimètres de la grille.