Nopean kaasunsyöttölaitteiston, paineenmittauksen ja valodiagnostiikan kehittäminen ECR-ionilähteeseen

Abstract

Tämän tutkielman tarkoituksena oli kehittää laitteisto, jolla päästään tutkimaan neutraalien atomien vaikutusta ionisaation ja varauksenvaihdon kautta korkeasti varattujen ionien tuottoon ECR-ionilähteessä. Aluksi käsitellään ionilähteen plasmassa tapahtuvia ionisaatio- ja varauksenvaihtoreaktioita sekä näiden reaktioiden välisiä vapaita matkoja ja tapahtumistaajuuksia.Tämän jälkeen esitellään tasapainoyhtälö, jolla voidaan arvioidan eri varausasteisten ionien tiheyksien aikariippuvuutta. Tässä tutkielmassa kehitetyllä laitteistolla pyritään muodostamaan häiriö plasman tasapainotilaan ja näin päästä tutkimaan neutraalien vaikutusta korkeasti varattujen ionien tuottoon. Laitteisto, jolla häiriö muodostetaan, koostuu nopeasta kaasunsyöttölaitteistosta sekä valo- ja painediagnostiikasta. Kaasunsyöttölaitteistolla ohjataan neutraaleja atomeja ionilähteen plasmaan ja valo- sekä painediagnostiikalla pyritään tutkimaan neutraalikaasupulssin vaikutusta plasmaan. Tutkielman mittausosiossa selvitettiin laitteiston toimivuus sekä jatkokehityskohteet ja tarpeet. Mittauksissa havaittiin, että laitteisto toimii ja on muutamia muutoksia lukuunottamatta valmis.