• 제목/요약/키워드: plasma current sheath

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펄스형 방전플라스마 장치에서 반경방향 Current Sheath의 속력 (Radial Speed of Current Sheath in Pulsed Discharge Plasma Device)

  • 최운상;장준규
    • 한국안광학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.57-60
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    • 2008
  • 목적: 펄스형 방전플라스마 포커스 장치에서 반경방향 플라스마 current sheath 의 속력을 측정하였다. 방법: 측정에는 시간분해 분광분석법과 로고프스키 코일이 사용되었다. 결과: 15 kV의 방전전압과 수십 torr의 He과 Ar의 기체기압에서 $10^5$ cm/s의 속력이 측정되었으며, 기체기압이 증가할수록 current sheath의 속력은 감소되었다. 결론: 최적조건인 수 torr의 기압에서는 $10^7$ cm/s의 속력이 나올 것으로 예상된다.

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펄스형 방전플라스마 장치에서 current sheath의 속력 (Speed of Current Sheath in Pulsed Discharge Plasma Device)

  • 최운상;최호성
    • 한국안광학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.69-74
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    • 2007
  • 펄스형 방전플라스마장치에서 축방향 플라스마 curren sheath의 속력을 측정하였고, snowplow 모델과 비교하였다. Current sheath의 속력은 $10^6cm/s$로 측정되었다. 측정된 속력 중에서 가벼운 기체인 수소와 헬륨은 모델의 이론과 비슷한 결과가 나왔으나 무거운 기체인 아르곤은 이론과 조금 벗어났다. 그 이유는 current sheath의 불안정성 때문으로 추정된다.

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이온유체방정식을 이용한 Plasma Sheath 시변 해석 (Analysis of Time-Dependent Behavior of Plasma Sheath using Ion Fluid Model)

  • 이호준;이해준
    • 전기학회논문지
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    • 제56권12호
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    • pp.2173-2178
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    • 2007
  • Dynamics of plasma sheath was analyzed using simple ion fluid model with poison equation. Incident ion current, energy, potential distribution and space charge density profile were calculated as a function of time. The effects of initial floating sheath on the evolution of biased sheath were compared with ideal matrix sheath. The effects of finite rising time of pulse bias voltage on the ion current and energy was studied. The influence of surface charging on the evolution of sheath was also investigated

Detail relation of negative ion density with positive ion mass and sheath parameters

  • Kim, Hye-Ran;Woo, Hyun-Jong;Sun, Jong-Ho;Chung, Kyu-Sun
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.470-470
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    • 2010
  • Negative ions are generated in fusion edge plasmas, material processing plasmas, ionospheric plasmas. Analytic formulas for the deduction of the absolute density of negative ions was given by using the current-voltage(IV) characteristics of two electric probes at two different pressures [1], and negative ion density has been measured by one electric probe using the current-voltage characteristics of three different pressures [2]. Ratios of ion and electron saturation currents and electron temperatures and sheath areas of different pressures are usually incorporated into two equations with two unknowns for the negative ion density. In the previous publications, the sheath factor(sheath area, sheath density, sheath velocity) and effective masses of background ions with different pressures are qualitatively incorporated for the deduction of negative density. In this presentation, the quantitative and detailed relation of negative ion density with sheath factor and effective masses are going to be given. The effect of these parameters on the change of IV characteristics will be addressed.

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동축 플라즈마 집속장치에서의 x-선 방출에 관한 연구 (The study on X-ray generation in the Coaxial Plasma focus Device)

  • 엄영현
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 1989년도 제4회 파동 및 레이저 학술발표회 4th Conference on Waves and lasers 논문집 - 한국광학회
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    • pp.65-69
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    • 1989
  • Mather type dense plasma focus device was develooped for the feasibili쇼 study in its application to the x-ray lithography. To etermine the electrical characteristics,the temporal begavior of the discharge current and the voltage was measured by using the Rogowski coil and the high voltage probe respectively. The results are 9 $\mu\textrm{s}$ of the period, 18m$\Omega$ of resistance and 0.16$\mu$Η of inductance. The average current sheath velocity was measured by the light signal emitted at the moving plasma sheath. The light signal was detected through two fiber bundles. When the applied voltage was 13 kV and the initial jpressure of argon was 21.8 Pa, the best plasma focus was occurred. The x-ray emission characteristics from the plasma focus was determined by the x-ray pictures taken by pinhole camera. It is focus that the plasma was focused at 1.4 cm distant position above the center electrode and its diameter was about 1.0 m.

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CIRCUIT MODEL SIMULATION FOR IONOSPHERIC PLASMA RESPONSE TO HIGH POTENTIAL SYSTEM

  • Rhee, Hwang-Jae;Raitt, W.-John
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제17권1호
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    • pp.99-106
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    • 2000
  • When a deployed probe is biased by a high positive potential during a space experiment, the payload is induced to a negative voltage in order to balance the total current in the whole system. The return currents are due to the responding ions and secondary electrons on the payload surface. In order to understand the current collection mechanism, the process was simulated with a combination of resistor, inductor, and capacitor in SPICE program which was equivalent to the background plasma sheath. The simulation results were compared with experimental results from SPEAR-3 (Space Power Experiment Aboard Rocket-3). The return current curve in the simulation was compatible to the experimental result, and the simulation helped to predict the transient plasma response to a high voltage during the plasma sheath formation.

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플라즈마 잠김 이온 주입에 대한 플라즈마 덮개의 해석 (Sheath analysis for a plasma immersion ion implantation)

  • 김영권;김영삼;조대근;최은하;조광섭
    • 한국진공학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.381-389
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    • 1998
  • 플라즈마 잠김 이온 주입에서 플라즈마 덮개의 동력학에 대한 모델로부터 시료면에 주입되는 이온 전류밀도의 시간적인 변화를 해석하였다. 시료에 주입되는 이온의 전류밀도 는 플라즈마 덮개의 형성이후 특정 시간에 최대값을 갖게되고, 점차 줄어든다. 이러한 이온 주입 전류밀도의 변화를 이온의 충돌, 시료 면의 충전시간, 그리고 시료 면에 인가되는 파형 에 대하여 나타내었다.

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Numerical Analysis of Anode Sheath Structure Shift in an Anode-layer Type Hall Thruster

  • Yokota, Shigeru;Komurasaki, Kimiya;Arakawa, Yoshihiro
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.602-605
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    • 2008
  • The anode sheath structure in the hollow anode of an anode-layer type Hall thruster was numerically computed using a fully kinetic 2D3V Particle-in-Cell and Direct Simulation Monte Carlo(PIC-DSMC) code. By treating both ions and electrons as particles, anode surface region, which is electrically non-neutral, was analyzed. In order to analyze in detail, the calculation code was parallelized using Message Passing Interface (MPI). The code successfully simulated the discharge current oscillation. In the low magnetic induction case, ion sheath appears in the anode surface because ionization is enough to maintain the plasma occurs in the anode hollow. As the magnetic induction increases, main ionization region move to outside of the anode. At the same time, anode sheath voltage decreases. In the high magnetic induction case, electron sheath appears on the anode surface periodically because the ionization occurs mainly in the discharge channel. This anode sheath condition shift can be explained using the simple sheath model.

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PSII 펄스 시스템의 동적 플라즈마 부하 회로 모델 개발 (Development of a Circuit Model for the Dynamic Plasma Load in a PSII Pulse System)

  • 정경재;최재명;황휘동;김곤호;고광철;황용석
    • 한국진공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.246-258
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    • 2006
  • 음의 고전압의 인가에 따라 반응하는 동적 플라즈마를 부하로 갖는 PSII(plasma source ion implantation) 펄스 시스템을 분석하기 위한 회로 모델을 개발하였다. 플라즈마 내에 삽입된 평판 전극 앞에서의 플라즈마 쉬스의 움직임은 동적 차일드-랑뮤어 쉬스 모델을 따르는 것으로 가정하였다. 표적 전극에 흐르는 전류는 전극에 인가되는 전압과 서로 영향을 주며 변하므로 동적 플라즈마 부하를 전압 의존 전류 원으로 표현하여 자기모순이 없는 회로 모델을 구현하였다. 회로 해석은 Pspice 프로그램을 이용하여 수행하였으며, 다양한 플라즈마 조건과 펄스인가 조건에서의 실험 결과와 비교하여 회로 모델의 타당성을 검증하였다.

마더형 플라즈마 집속장치의 제작과 특성 (Fabrication and Characteristics of Mather Type Plasma Focus System)

  • 김동환;이상수;조성국;김규욱;이민희
    • 한국광학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.65-72
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    • 1990
  • 최대 10kJ의 에너지를 공급할 수 있는 Mather형 플라즈마 집속장치를 설계, 제작하였다. 이 DPF 장치의 전기 방전 특성을 알기 위해 Rogowski 코일을 제작하고 방전전류, 전압을 측정하여 본 system 의 저항과 인덕턴스는 각각 $20m\Omega과 0.2{\mu}H로 밝혀졌다. 플라즈마 전류 sheath의 이동속도는 충전개스 압력과 전압에 따라 $P^{-0.25}\timesV^{0.38}$의 함수로 비례하며 집속된 플라즈마의 크기는 직경 3mm, 길이 17mm로 밝혀졌다.

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