Plasma 1 Matthieu Dvořák Arnaud de Lavallaz EPFL – section de physique Travaux Pratiques Avancés R. Sanjinés, J. Horacek Plasma 1 Matthieu Dvořák Arnaud de Lavallaz TPA Physique Plasma 1

Plan de l’exposé Introduction : le concept de plasma Notions théoriques et dispositif expérimental Résultats des expériences Commentaires et conclusion TPA Physique Plasma 1

Concept de plasma Plasma : gaz de particules chargées, globalement neutre TPA Physique Plasma 1

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Dispositif expérimental TPA Physique Plasma 1

Dispositif expérimental Caractéristiques de la sonde de Langmuir Courbe théorique Courbe expérimentale TPA Physique Plasma 1

Expériences réalisées Mesure de la densité ionique et de la température en fonction de la position dans l’enceinte en fonction de la pression en fonction du courant d’émission du filament en fonction du potentiel de polarisation Etude de l’hystérèse observée comportement en fonction de la puissance de chauffage hypothèses tirées des observations TPA Physique Plasma 1

Résultats des expériences Densité et température en fonction de la position de la sonde dans l’enceinte (sonde transversale) 1 eV ↔ 11’600 K TPA Physique Plasma 1

Résultats des expériences Densité et température en fonction de la pression TPA Physique Plasma 1

Résultats des expériences Densité et température en fonction de la pression TPA Physique Plasma 1

Résultats des expériences Densité et température en fonction du courant d’émission TPA Physique Plasma 1

Résultats des expériences Densité et température en fonction du potentiel de polarisation polarisation [V] polarisation [V] 60 A Is [A] Is [A] 70 A polarisation [V] Is [A] TPA Physique Plasma 1

Etude de l’hystérèse Comportement en fonction de la puissance de chauffage chauffage 60 [A] ± 70 [A]   Te [eV] 0.8 0.01 1 DV [Te] 2.2 0.2 3.2 montée [ms] 0.1 0.7 descente [ms] 1.2 1.5 TPA Physique Plasma 1

Etude de l’hystérèse Hypothèses tirées des observations L’hystérèse est due à la distribution maxwellienne des vitesses : le temps de retard lors de la neutralisation serait ainsi proportionnel à la largeur de la courbe de distribution. Cet effet pourrait se combiner avec le caractère probabiliste des recombinaisons des électrons avec les ions. La différence des laps de temps de création et d’annihilation dépendraient des énergies mises en jeu et donc de la quantité de plasma créé. TPA Physique Plasma 1

Conclusion Eléments importants que nous retenons de notre TP Le plasma est une sorte de gaz globalement neutre, formé de particules chargées positivement ou négativement, qui interagissent sur une grande distance. Il est possible d’étudier ces interactions grâce à la sonde de Langmuir et de mettre en évidence l’évolution de la température et de la densité électroniques en fonction d’autres paramètres. Nous aurions été absolument incapables de comprendre quoi que ce soit à ce TP sans l’aide précieuse de notre assistant Jan, qui s’est montré très compréhensif pendant qu’on nageait dans le plasma. TPA Physique Plasma 1