استفاده از آرایة آنتن آبشاری برای تشخیص گلوله‌های پلاسمایی و بررسی سرعت گلوله‌ها در فوارۀ پلاسمای آرگون

نویسندگان

1 پژوهشکدة لیزر و پلاسما، دانشگاه شهید بهشتی

2 پژوهشکدة لیزر و پلاسما، دانشگاه شهید بهشتی

3 پژوهشکدة لیزر و پلاسما، دانشگاه شهید بهشتی

doi
10.47176/ijpr.22.4.71529
چکیده

در این مطالعه روشی نوین جهت اندازه‌گیری سرعت گلوله‌های پلاسمایی، مبتنی بر دریافت و آشکارسازی سیگنال الکتریکی گلوله‌ها با استفاده از ‏آرایه‌ای از آنتن آبشاری در فوارۀ (جت) پلاسمای آرگون با ساختار نوک- حلقه ارائه ‌شده است. در این ساختار الکترود نوک نقش محرک تولید پلاسما و ‏الکترود حلقه نقش کنترل فوارۀ پلاسما را بر عهده دارد. جهت بررسی ومطالعۀ تغییرات فوارۀ پلاسما الکترود حلقه در فواصل مختلف نسبت به ‏الکترود نوک قرار داده شده و تغییرات ایجاد شده در سرعت گلوله‌ها اندازه‌گیری شده است. در آزمایش‌ها مشاهده شد که اگر دو الکترود از هم ‏‏5/1 سانتی‌متر فاصله داشته باشند، در فاصلة 15 سانتی‌متری از محل تشکیل پلاسما، سرعت گلوله‌ها حدوداً 140 کیلومتر بر ثانیه خواهد بود. ‏اگر دو الکترود 25/3 سانتی‌متر از هم فاصله داشته باشند گلوله‌ها حدوداً 120 کیلومتر بر ثانیه سرعت دارند و درصورتی‌که دو الکترود 5 سانتی‌متر ‏از هم فاصله داشته باشند، سرعت گلوله‌ها حدوداً 100 کیلومتر بر ثانیه خواهد بود. با بررسی نتایج مشاهده شد که با افزایش فاصلة بین دو ‏الکترود، سرعت گلوله‌های پلاسمایی نیز به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. همچنین نتایج نشان داد که با فاصله گرفتن از محل تشکیل پلاسما ‏در تیوب فواره، سرعت متوسط گلوله‌های پلاسمایی افزایش می‌یابد. به‌طور مثال در فاصلة 21 سانتی‌متری از آن، سرعت متوسط گلوله‌های ‏پلاسمایی در هر سه پیکربندی در حدود 120 کیلومتر بر ثانیه خواهد بود. در نهایت با تغییر توان الکتریکی به این نتیجه رسیدیم که با افزایش ‏توان الکتریکی سرعت گلوله‌ها افزایش می‌یابد. طبق نتایج به‌دست آمده با دو برابر شدن توان اعمالی مشاهده شد که در فاصلة 15 سانتی‌متری ‏از محل تشکیل پلاسما سرعت گلوله‌ها در توان پایین‌تر حدوداً 40 کیلومتر بر ثانیه و در توان بالاتر حدوداً 90 کیلومتر بر ثانیه خواهد بود؛ این ‏نتایج در صورتی حاصل شده است که فاصلة دو الکترود از هم 25/3 سانتی‌متر است‏.