شبیه سازی کاتد توخالی در رانشگر اثر هال به روش ذره در سلول(PIC)

Abstract

در این مقاله با استفاده از شبیه سازی دو بعدی ذره در سلول(PIC) ، مشخصات ذرات پلاسمای کاتد توخالی رانشگر اثر هال SPT-100 مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از اجزای اصلی و مهم رانشگر اثر هال، کاتد توخالی است که دو وظیفه مهم بر عهده دارد: بخشی از الکترون هایی که از سمت کاتد می آیند باعث یونیزاسیون ماده پیشران در آند می شوند و بخشی دیگر نقش مهم خنثی کردن باریکه یونی خارج شده از رانشگر را بر عهده دارند. از این رو مطالعه کاتد توخالی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. سوخت مورد استفاده در این سیستم کریپتون است. تغییرات پتانسیل، چگالی الکترون ها، یون ها و دمای ذرات در سراسر ناحیه شبیه سازی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد متناظر با الکترون‌ها، چگالی یون نیز از مقدار بیشینه در ناحیه یونش کاتد به شکل نمایی در طول محفظه کاهش پیدا می‌کند. همچنین بررسی شعاع نرمالیزه، بر حسب چگالی الکترون ها نیز بیانگر آن است که ناحیه موثر کاتد یا شعاعی که دمای الکترون‌ها به میزان بیشینه خود می‌رسد در حدود 5 /1 میلیمتری خط مرکز کاتد توخالی قرار دارد.

Keywords

• رانشگر اثر هال
• کاتد توخالی
• شبیه سازی ذره در سلول