Caracterisation de la population electronique dans un plasma de source d'ions a resonance cyclotronique electronique

par Cécile Perret

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Alain Girard.

Soutenue en 1998

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

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  • Résumé

    Cette these presente deux approches de caracterisation de la population electronique d'un plasma de source d'ions a resonance cyclotronique electronique. Des mesures effectuees sur une source dediee a l'etude du plasma ont permis de determiner la densite electronique, le potentiel plasma et le contenu energetique. L'ensemble de ces mesures a montre que la population electronique n'est pas une maxwellienne. Les collisions ne sont pas suffisantes pour thermaliser les electrons chauffes par l'onde h. F. . Il apparait donc une queue d'electrons tres energetiques dans la fonction de distribution electronique. Ces electrons energetiques dont le temps de vie est important sont responsables des bonnes performances et des hauts etats de charge obtenus dans ces sources d'ions a resonance cyclotronique electronique. La distribution des electrons peut egalement etre determinee a partir d'une approche theorique. Cette these developpe la mise en equation des phenomenes physiques qui regissent l'evolution de la population electronique : les collisions colombiennes entre particules, l'interaction des electrons avec l'onde h. F. Et l'ionisation des ions et atomes du plasma. L'equation etablie a ensuite ete traitee de facon numerique en effectuant un certain nombre d'hypotheses. Les resultats obtenus avec ces codes de calcul ont mise en evidence des phenomenes de saturation qui peuvent expliquer les limitations rencontrees par les sources d'ions actuelles. Ces resultats sont en accord avec les resultats experimentaux. Cette these a donc permis de confirmer le fait que la distribution en vitesse des electrons n'est pas une maxwellienne. Le code de calcul permet d'avoir la distribution des electrons en fonction de parametres d'entre lies a la geometrie de la source et aux reglages de fonctionnement. Pour la premiere fois, la densite electronique d'un plasma de source d'ions a resonance cyclotronique electronique a ete obtenue a la fois experimentalement et theoriquement.

  • Titre traduit

    Characterisation of the electronic population in a plasma of electron cyclotron resonance ion source


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Informations

  • Détails : 200 P.
  • Annexes : 42 REF.

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