Sonde en champs E et B croisés Mesure de la vitesse des ions dans

Réseau des Plasmas Froids Atelier FDE, Orléans, 21-23 Nov. 2011.
Sonde en champs E et B croisés
Mesure de la vitesse des ions
dans un plasma.
Stéphane Mazouffre, Mihaela Cirisan, Dennis Gerst
ICARE, CNRS, Orléans, France.

Sommaire
Atelier FDE Orléans, Nov. 2011
Principe d’une sonde E×B
Exemple de mesures
Construction - Optimisation
Sonde classique en plasma ion-ion
Sonde double-étage
Sonde E×B : concept avancé
Conclusions
Bibliographie

Diagnostics pour la FDV des ions
Atelier FDE Orléans, Nov. 2011
Spectroscopie laser (LIF)
- ions positifs
- technique complexe
Analyseur d’énergie (RPA)
- ions positifs et négatifs
- pas de sélection de la charge
Sonde E ×
××
× B (filtre de Wien)
- ions positifs et négatifs
- sélection de la charge

Champ magnétique (aimants) : B = const
Champ électrique variable (électrodes) : E = U/d
Force de Lorentz :
Sonde E×
××
×B : Principe
Atelier FDE Orléans, Nov. 2011
+
v
r
EqFe
r
r
=
BvqF
m
r
r
r
×=
Bd
U
B
E
v0BqvqE 00 ==⇒=−
)BvEq(F
r
r
r
r
×+=
v
B
E
r
r
r
⊥
⊥

Sonde E×
××
×B : Exemple de mesures
Atelier FDE Orléans, Nov. 2011
B. Reid et al., AIAA paper 08-5287 (2008)
Détermination de la FDV ionique dans un propulseur de Hall
ion
accion
meU2z
v=
PPS-20k ML (Snecma – ICARE)
Ions accélérés dans une chute
de potentiel U
acc
Ii≈nA