Browsing by Author "Gallegos Urbina, Isaac Antonio"

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    Medición de temperatura iónica real de un plasma tipo Gas-Puff mediante espectroscopía de emisión de rayos x
    (2025) Gallegos Urbina, Isaac Antonio; Valenzuela Ahumada, Julio César; Pontificia Universidad Católica de Chile. Instituto de Física
    El principal objetivo de este trabajo es poder determinar la temperatura real de un plasma, utilizando un diagnóstico óptico que permite resolver espacial y espectralmente las emisiones, esto con el fin de poder caracterizar y conocer la tasa de fusión. Para ello, se realizó la construcción y calibración de dos tipos de espectrómetros, por un lado, un espectrómetro cóncavo, para caracterizar espacial y espectralmente líneas de emisión correspondiente a un estado ionizado de neón Ne H-like: Ly-δ y Ly-ε, del cual, mediante simulación computacional, se estimó un Resolving Power de 5020 y 4242 respectivamente. Por otro lado, un espectrómetro convexo, para analizar espectralmente emisiones de Ne H-like Ly-α, del cual, dadas las características de diseño se pudo observar otras líneas de emisión de Ne He-like, que se compararon con el programa PrimSpect. Se utilizó el Generador de Potencia Pulsada Llampudkeñ, del cual se pudo obtener un peak promedio de corriente de I = 376.1 ± 16.1 kA en un tiempo de t = 357.5 ± 33.2 ns. Además de complementar el experimento con diagnósticos ópticos para observar la dinámica y forma de la columna del plasma, como imágenes MCP e imágenes Pinhole, que se observaron Hot-Spot de emisión de 1.2 mm ± 0.1 mm. Por otro lado, Se utilizó un diodo AXUV para caracterizar el pinch del plasma, con un tiempo cercano a t = 395.2 ± 17.6 ns. Se determinó un ensanchamiento por efecto Doppler, con la información de la línea Ly-α, de ΔG = 11.8 ± 0.4 mÅ, que entrega información de una sobreestimación de la temperatura iónica de Tieff = 3.18 ± 0.19 keV. Por otro lado, se estima un ensanchamiento por efecto Stark, para Ly-ε, de ΔS = 3.1 ± 2.2 mÅ, donde se obtiene una temperatura iónica de Ti = 61.8 ± 25.1 eV, para densidad electrónica de Ne = (4.7 ± 2.5) e+20 cm-3. En cambio, para Ly-δ, se mide estima un ancho de ΔS = 2.2 ± 1.8 mÅ, donde se obtiene una temperatura iónica de Ti = 62.2 ± 30.7 eV, para densidad electrónica de Ne = (5.1 ± 3.1) e+20 cm-3. Dado el régimen de temperatura iónica real del sistema, se observa que el parámetro de acoplamiento ion-ion Γii ~ 1, lo cual la energía cinética de los iones es comparable con la energía termina, lo que determina que el plasma está regido por las colisiones de las partículas. Los principales errores del experimento vienen dados por el uso del espectrómetro convexo, la fabricación misma de los espectrómetros cóncavos y su montaje, además de que algunas mediciones tuvieron que ser complementadas con simulaciones computaciones y de que el espacio físico en el generador Llampudkeñ era limitado, lo cual, se tuvo que ajustar algunos parámetros para que sea posible la medición y construcción.