Kineettisten epästabiilisuuksien vaikutus ECR-ionilähteen plasmapotentiaaliin

Tämä pro gradu -tutkielma käsittelee kineettisten plasmaepästabiilisuuksien kytköstä elektronisyklotroniresonanssi-ionilähteiden (ECRIS) plasmapotentiaaliin. Plasmapotentiaalin muutoksia tutkittiin mittaamalla ionilähteen tuottaman ionisuihkun energiavaihteluita käyttämällä ionilähteen jälkeistä dip...

Täydet tiedot

Bibliografiset tiedot
Päätekijä: Huovila, Juuso
Muut tekijät: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Fysiikan laitos, Department of Physics, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Aineistotyyppi: Pro gradu
Kieli:fin
Julkaistu: 2023
Aiheet:
Linkit: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/86710
_version_ 1828193038241890304
author Huovila, Juuso
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Huovila, Juuso Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Huovila, Juuso Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Huovila, Juuso
datasource_str_mv jyx
description Tämä pro gradu -tutkielma käsittelee kineettisten plasmaepästabiilisuuksien kytköstä elektronisyklotroniresonanssi-ionilähteiden (ECRIS) plasmapotentiaaliin. Plasmapotentiaalin muutoksia tutkittiin mittaamalla ionilähteen tuottaman ionisuihkun energiavaihteluita käyttämällä ionilähteen jälkeistä dipolimagneettia energia-analysaattorina happi- ja heliumplasmoista muodostetuille ionisuihkuille. Kyseisiä mittauksia tehtiin ionilähteen ollessa pulssitetussa sekä jatkuvassa operointitilassa. Mittaukset suoritettiin esitettyä tutkimusta varten kehitetyllä SAMPPA-mittausjärjestelmällä, joka automatisoi dipolivirran muuttamisen halutulla mittausvälillä ja mittasi jokaiselle dipolivirran arvolle dipolin läpäisevän ionisuihkun ionivirran aikaevoluution. Kineettisten plasmaepästabiilisuuksien toistettavuuden ansiosta tämä mahdollisti ionisuihkun energiassa tapahtuvien muutosten määrittämisen mitatusta ionivirran käytöksestä. Näistä energiahajonnan muutoksista voitiin määrittää plasmapotentiaalin muutos. Tutkielmassa tutkittiin ionilähteen plasman vangintaan käytetyn magneettikentän voimakkuuden, plasmakammioon johdetun neutraalikaasun paineen ja plasman lämmittämiseen sekä ylläpitämiseen käytetyn mikroaaltosäteilyn tehon vaikutuksia plasmapotentiaalin muutokseen kineettisen epästabiilisuuden aikana sekä epästabiilisuuksien vaikutuksen eroa ionilähteen pulssitetun ja jatkuvan operoinnin välillä. Lisäksi tutkittiin epästabiilisuuksien esiintymisviivettä pulssitetussa operointitilassa suhteessa mikroaaltosyötön katkaisuun ja jatkuvassa operointitilassa suhteessa seuraavaan epästabiilisuuteen. Pulssitetussa operointitilassa tutkittiin vielä mikroaaltopulssin aikaisen virran I_SS ja mikroaaltosyötön katkaisun jälkeisen maksimivirran I_AG ionivirtasuhteen korrelaatiota ionilähteen säätöparametrien kanssa. Tutkimustuloksista määritettiin plasmapotentiaalin muutoksille absoluuttisia arvoja joillekin tapauksille sekä alaraja-arvioita lopuille tapauksille. Epästabiilisuuksien esiintymisviiveeseen, ionivirtasuhteeseen I_AG/I_SS sekä plasmapotentiaalin muutosten suuruuteen vaikutti ionilähteen säätöparametreista eniten magneettikentän voimakkuus ja vähiten neutraalikaasun paine. Plasmapotentiaalin muutoksen suuruus oli pulssitetulla operoinnilla epästabiilisuuden aikana happiplasmalla noin 0,3−4,6 kV, kun taas heliumplasmalla noin 0,5−1,5 kV säätöparametrista ja sen arvosta riippuen. Jatkuvalla operoinnilla heliumplasmalle plasmapotentiaalin muutokselle saatiin kaikilla parametriarvoilla alarajaksi noin 1,4 kV. Säätöparametrien vaikutuksien trendit olivat epästabiilisuustapahtumien esiintymisviiveiden suhteen jatkuvan operoinnin ja pulssitetun operointitilan välillä samankaltaisia.
first_indexed 2024-09-11T08:50:41Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Toivanen, Ville", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Koivisto, Hannu", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Huovila, Juuso", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2023-05-02T07:20:18Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2023-05-02T07:20:18Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2023", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/86710", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4m\u00e4 pro gradu -tutkielma k\u00e4sittelee kineettisten plasmaep\u00e4stabiilisuuksien kytk\u00f6st\u00e4 elektronisyklotroniresonanssi-ionil\u00e4hteiden (ECRIS) plasmapotentiaaliin. Plasmapotentiaalin muutoksia tutkittiin mittaamalla ionil\u00e4hteen tuottaman ionisuihkun energiavaihteluita k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 ionil\u00e4hteen j\u00e4lkeist\u00e4 dipolimagneettia energia-analysaattorina happi- ja heliumplasmoista muodostetuille ionisuihkuille. Kyseisi\u00e4 mittauksia tehtiin ionil\u00e4hteen ollessa pulssitetussa sek\u00e4 jatkuvassa operointitilassa. Mittaukset suoritettiin esitetty\u00e4 tutkimusta varten kehitetyll\u00e4 SAMPPA-mittausj\u00e4rjestelm\u00e4ll\u00e4, joka automatisoi dipolivirran muuttamisen halutulla mittausv\u00e4lill\u00e4 ja mittasi jokaiselle dipolivirran arvolle dipolin l\u00e4p\u00e4isev\u00e4n ionisuihkun ionivirran aikaevoluution. Kineettisten plasmaep\u00e4stabiilisuuksien toistettavuuden ansiosta t\u00e4m\u00e4 mahdollisti ionisuihkun energiassa tapahtuvien muutosten m\u00e4\u00e4ritt\u00e4misen mitatusta ionivirran k\u00e4yt\u00f6ksest\u00e4. N\u00e4ist\u00e4 energiahajonnan muutoksista voitiin m\u00e4\u00e4ritt\u00e4\u00e4 plasmapotentiaalin muutos.\n\nTutkielmassa tutkittiin ionil\u00e4hteen plasman vangintaan k\u00e4ytetyn magneettikent\u00e4n voimakkuuden, plasmakammioon johdetun neutraalikaasun paineen ja plasman l\u00e4mmitt\u00e4miseen sek\u00e4 yll\u00e4pit\u00e4miseen k\u00e4ytetyn mikroaaltos\u00e4teilyn tehon vaikutuksia plasmapotentiaalin muutokseen kineettisen ep\u00e4stabiilisuuden aikana sek\u00e4 ep\u00e4stabiilisuuksien vaikutuksen eroa ionil\u00e4hteen pulssitetun ja jatkuvan operoinnin v\u00e4lill\u00e4. Lis\u00e4ksi tutkittiin ep\u00e4stabiilisuuksien esiintymisviivett\u00e4 pulssitetussa operointitilassa suhteessa mikroaaltosy\u00f6t\u00f6n katkaisuun ja jatkuvassa operointitilassa suhteessa seuraavaan ep\u00e4stabiilisuuteen. Pulssitetussa operointitilassa tutkittiin viel\u00e4 mikroaaltopulssin aikaisen virran I_SS ja mikroaaltosy\u00f6t\u00f6n katkaisun j\u00e4lkeisen maksimivirran I_AG ionivirtasuhteen korrelaatiota ionil\u00e4hteen s\u00e4\u00e4t\u00f6parametrien kanssa. Tutkimustuloksista m\u00e4\u00e4ritettiin plasmapotentiaalin muutoksille absoluuttisia arvoja joillekin tapauksille sek\u00e4 alaraja-arvioita lopuille tapauksille.\n\nEp\u00e4stabiilisuuksien esiintymisviiveeseen, ionivirtasuhteeseen I_AG/I_SS sek\u00e4 plasmapotentiaalin muutosten suuruuteen vaikutti ionil\u00e4hteen s\u00e4\u00e4t\u00f6parametreista eniten magneettikent\u00e4n voimakkuus ja v\u00e4hiten neutraalikaasun paine. Plasmapotentiaalin muutoksen suuruus oli pulssitetulla operoinnilla ep\u00e4stabiilisuuden aikana happiplasmalla noin 0,3\u22124,6 kV, kun taas heliumplasmalla noin 0,5\u22121,5 kV s\u00e4\u00e4t\u00f6parametrista ja sen arvosta riippuen. Jatkuvalla operoinnilla heliumplasmalle plasmapotentiaalin muutokselle saatiin kaikilla parametriarvoilla alarajaksi noin 1,4 kV. S\u00e4\u00e4t\u00f6parametrien vaikutuksien trendit olivat ep\u00e4stabiilisuustapahtumien esiintymisviiveiden suhteen jatkuvan operoinnin ja pulssitetun operointitilan v\u00e4lill\u00e4 samankaltaisia.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Miia Hakanen (mihakane@jyu.fi) on 2023-05-02T07:20:18Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2023-05-02T07:20:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2023", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "103", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": null, "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "ep\u00e4stabiilisuus", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "ECR-ionil\u00e4hde", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "plasma", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "ionisuihku", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "plasmapotentiaali", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Kineettisten ep\u00e4stabiilisuuksien vaikutus ECR-ionil\u00e4hteen plasmapotentiaaliin", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202305022805", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Fysiikan laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Physics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Soveltava fysiikka", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Applied Physics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.copyright", "value": "\u00a9 The Author(s)", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "copyright", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4023", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "fysiikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "magneettikent\u00e4t", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "ionit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "plasma (kaasut)", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "ECR", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_86710
language fin
last_indexed 2025-03-31T20:03:10Z
main_date 2023-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2023
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/02319212-9083-4d73-a351-7dc6034a1b38\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202305022805.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"} {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/c5da7d16-7290-41bf-a4c0-c720cb60dcb3\/download","text":"errata_Huovila.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2023
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Huovila, Juuso Kineettisten epästabiilisuuksien vaikutus ECR-ionilähteen plasmapotentiaaliin epästabiilisuus ECR-ionilähde plasma ionisuihku plasmapotentiaali Soveltava fysiikka Applied Physics 4023 fysiikka magneettikentät ionit plasma (kaasut) ECR
title Kineettisten epästabiilisuuksien vaikutus ECR-ionilähteen plasmapotentiaaliin
title_full Kineettisten epästabiilisuuksien vaikutus ECR-ionilähteen plasmapotentiaaliin
title_fullStr Kineettisten epästabiilisuuksien vaikutus ECR-ionilähteen plasmapotentiaaliin Kineettisten epästabiilisuuksien vaikutus ECR-ionilähteen plasmapotentiaaliin
title_full_unstemmed Kineettisten epästabiilisuuksien vaikutus ECR-ionilähteen plasmapotentiaaliin Kineettisten epästabiilisuuksien vaikutus ECR-ionilähteen plasmapotentiaaliin
title_short Kineettisten epästabiilisuuksien vaikutus ECR-ionilähteen plasmapotentiaaliin
title_sort kineettisten epästabiilisuuksien vaikutus ecr ionilähteen plasmapotentiaaliin
title_txtP Kineettisten epästabiilisuuksien vaikutus ECR-ionilähteen plasmapotentiaaliin
topic epästabiilisuus ECR-ionilähde plasma ionisuihku plasmapotentiaali Soveltava fysiikka Applied Physics 4023 fysiikka magneettikentät ionit plasma (kaasut) ECR
topic_facet 4023 Applied Physics ECR ECR-ionilähde Soveltava fysiikka epästabiilisuus fysiikka ionisuihku ionit magneettikentät plasma plasma (kaasut) plasmapotentiaali
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/86710 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202305022805
work_keys_str_mv AT huovilajuuso kineettistenepästabiilisuuksienvaikutusecrionilähteenplasmapotentiaaliin