Estudio computacional de confinamiento de plasmas rce en trampas magnéticas tipo espejo, mínimo-b y cero-b

En el presente trabajo se analiza mediante métodos computacionales el fenómeno de confinamiento 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 lo 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 resulados 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 resultados en el tiempo de vida media de los electrones. Durante este periodo la trampa mínimo-B mostró ser mejor para la produción 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 al trampa mínimo-B

• Autores: Murillo Acevedo, Mao Tsetung
• Tipo de recurso: http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
• Fecha de publicación: 2016
• Institución: Universidad Industrial de Santander
• Repositorio: Repositorio UIS
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/35651
• Acceso en línea: https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/35651; https://noesis.uis.edu.co
• Palabra clave: Confinamiento Magnético; Mínimo-B; Cero-B; Anillos De Electrones; Plasma; Plasma Rce.; This work analyzes through computational methods the phenomenon of confinement and heating of plasmas; in open magnetic traps; types mirror; Minimum-B; and zero-B under conditions of resonance electron cyclotron (ECR). This simulation is made using electrostatic particle in cell method. First; study a magnetic mirror trap; which has a surface of electron cyclotron resonance in the form of hyperboloid of one sheet. The most important achievement is to simulate the formation of a ring rotating under ECR conditions; which had been detected since the sixties of the 20th century in experiments but that he had failed to show or explain through computer simulations. It simulates the minimum-B trap; which has been studied both numerical and experimentally; by what are accomplished to confront 6 different types of results that help us to validate our code. In the same way is analyzed the zero-B trap; it trap is proposed by Dr. Dugar-Zhabon whose main characteristic is the nullity of the magnetic field in the center of the trap. The results show the detailed behavior of the electronic component in the initial stage of formation of plasma. Given the computational cost of the used model that allowed us to model fine details of the dynamics of plasma only reached results in the time of half-life of the electrons. During this period the minimum-B trap proved to be better for the production of ions than the zero-B trap. The final results are obtained by measuring ion life time; through the use of other software; less heavy computationally; which reached the Ionic average life time; so it was obtained the parameter of Lawson of both traps; which showed than the zero-B trap to get better performance front to the minimum-B trap.
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