En studie av plasmavaker i et ionosfærisk miljø

Abstract

Målet med denne avhandlingen er å studere vaker bak en sylinderformet Langmuir-probe. Slike prober benyttes for å ekstrahere viktige plasmaparametere som for eksempel elektron-tetthet og elektron-temperatur. Studien blir gjennomført i et laboratoriemiljø som skal emulere ionsæren. Laboratoriet miljøet består av et vakuum-kammer med et inosfærisk trykk og plasma av ionisert argongass. Et mål med studien er å definere vakens dimensjoner som lengde og bredde. Observere hvordan vaken eventuelt påvirkes av forskjellige potensialer, og se på eventuelle effekter en vake kan påføre målinger og beregninger. Resultatet av forskningen viser at sylinderformede Langmuir-prober, produserer vaker av forskjellige størrelser, avhengig av potensialets ladning og størrelse. I studien finner jeg at vaker kan strekke seg opp til flere debye-lengder. For positive ladde prober er det funnet en tydelig ione-vake, men det er også observert et vakelignende fenomen for elektronene. Sammen påvirker disse fenomenene distribusjon av tetthet i plasmakammeret, og måler man i den ion-påførte elektronvaken, vil kneet i I-V kurven blir mye rundere. Dette medfører at plasmapotensialet blir vanskeligere å definere. Flytpotensialet blir også påvirket av vaken og kan medføre feil i karakteriseringen av plasma. Under karakterisering av bakgrunnen ser man tegn til at tettheten synker og elektron-temperaturen stiger fra plasma- kilden, hvor sistnevnte er det motsatte av hva man ville forventet.