Constantes atomiques et modèles collisionnels-radiatifs pour la propulsion ionique

par Apostolos Siskos

Thèse de doctorat en Physique des plasmas

Sous la direction de Konstantinos Katsonis.


  • Résumé

    Des modèles coronaux et Collisionnels-Radiatifs (C-R) ont été développés pour le diagnostic et la modélisation des plasmas des gaz rares en dehors de l’Équilibre Thermodynamique Local, surtout ceux des propulseurs ioniques. Les paramètres caractéristiques sont déterminés en résolvant le second membre de l’équation statistique de Boltzmann, formulé à l’aide d’un ensemble consistant de données atomiques évaluées, en assumant une distribution Maxwellienne et en supposant le plasma dans un état homogène et stationnaire. Les résultats obtenus ont été utilisés pour la spectroscopie d’émission des dispositifs expérimentaux (propulseurs ioniques prototypes SPT-50, décharges luminescentes et réacteurs à plasma) alimentés avec de l’Ar ou du Xe. La détermination de la densité et de la température électroniques a été effectuée par comparaison entre les spectres expérimentaux et théoriques, avec calcul du rapport des raies atomiques/ioniques. Les résultats obtenus pour l’Ar peu ionisé sont proches à ceux donnés par Los Alamos National Laboratory. Les modèles coronaux contiennent les premiers huit espèces ioniques (le neutre inclus) avec un domaine de validité allant de 0. 5 eV jusqu’à 50 eV. Les modèles C-R donnent les spectres théoriques I, II et III d’Ar et de Xe, avec une validité de quelques eV.

  • Titre traduit

    Atomic data and collisionnal-radiative models for the ionic propulsion


  • Résumé

    Corona and Collisionnal-Radiative (C-R) models have been developed for the diagnostic and the modeling of non local thermodynamic equilibrium rare gases plasmas, especially for those in plasma thrusters. Characteristics parameters are determined by resolving the second member of Boltzmann’s statistical equation, formulated with a consistent set of evaluated atomic data, assuming a Maxwellian distribution and supposing an homogeneous and stationary state. The obtained results have been used for emission spectroscopy of experimental devices (SPT-50 plasma thrusters, glow discharges and plasma reactors) fed with Ar or Xe. Determination of the electronic density and temperature has been realized by comparison of the experimental with the theoretical spectrum, also calculating the intensity ratio of the atomic/ionic lines. Obtained results for low ionized Ar are in agreement with those of Los Alamos National Laboratory. The corona models have been developed for the first eight ionic species (including the neutral) with domain of validity from 0. 5 eV to 50 eV. C-R models give the theoretical I, II and III spectra of Ar and Xe, valid for a few eV.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (180 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 169-176

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2005)50
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