Hvem? Åshild Fredriksen Njål Gulbrandsen: Inge Strømmesen Yngve Eilertsen Sveinung Olsen Christian Schregel Tarjei Andreassen Prosjekter

Transkript

1 Hvem? Åshild Fredriksen: Laboratorieplasma, diagnostikk, studier av flow og instabiliteter Stipendiat Njål Gulbrandsen: Studier av ionefordelinger i laboratorieplasma med RF (ÅF, RE), pt. i USA Teknisk assistanse fra: Overingeniør Inge Strømmesen, ansvarlig E-lab og teknisk utvikling/drift Aurolab Avdelingsingeniør Yngve Eilertsen, mekaniske komponenter for raketter & Aurolab Overingeniør Sveinung Olsen, rakettinstrumentering, på samarbeidsprosjekt med Ove Havnes Masterstudenter: Christian Schregel avslutter i november Tarjei Andreassen (sammen med Ove Havnes) - 10 poengs prosjektoppgave H2012 Oppstart Master V2013 Prosjekter Åshild Fredriksen: Flow-målinger med ioneprobe, sammenligninger med optisk metode Samarbeid m/uio og Milano: Studier av radiell transport (Blaamann-data) Njål Gulbrandsen: Studier av ionefordelinger i laboratorieplasma med RF (pt i USA, sammenlignende studier av ionefodelinger vha optiske metoder og ioneprobe) Christian Schregel potensialmålinger i RF plasma vha emissive prober, Tarjei Andreassen (sammen med Ove Havnes) Pre-flight testing og utvikling av måleoppsett for masseanalysator som del av rakettmålinger i mesosfæren.

2 Åshild Fredriksen Studier av plasma vind i lab. -for å finne ut mer om akselerasjon og oppvarming i plasma relevans bl.a. til korona-oppvarming og solvind Gas fee d Magnetic field coils Plasma source 120 cm RF Flowing plasma EQP Plasma fra sola strømmer ut langs åpne feltlinjer nær polene og danner solvind Expanding plasma Probes Pump Plasma strømmer fra en kilde ut i vakuumkammer langs åpne magnetfeltlinjer

3 Akselerering av ioner i potensialfall kan danne ionestråler med supersonisk hastighet creation expansion V p,up V beam V p,down..der ioner faller utfor potensial- kanten omtrent som vann i fossefall Beam energy= V beam -V p,down

4 Njord for studier av stråler og strømning Ioneprober Ulike typer elektriske prober for å måle plasmaparametre er relativt enkle og billige å lage, men en del utfordringer i å tolke data riktig. Emissive prober for potensialmålinger

5 Retarding field energy analyser (RFEA) diagnostics Expanded view of grid arrangement 2-4 mm D aperture opening mm between grids Front end grounded or floating Vp ~ V 0-9 V -27 V -80 V R Repeller D S C D bias= V + x 9 V Can be rotated around its own axis changing direction of view with respect to source Ion energy distribution (IED) M dic ( )= ( V ) i d f v A e 2 dv d

6 Velocities from potential differences in simulated ion energy distributions (IEDs). IEDs sampled with simulated probe in different directions with respect to (given) plasma flow good agreement for V =V peak,0o V peak,90o Wake effects overestimation of speed e Speed estimate: 2v= 2( V o V o) peak,0 peak,180 m i

7 Strømningshastigheter for ioner målt med ione-probe Uten beam oppnås hastigheter i overkant av ionelydhastighet

8 Laser Induced Fluorescense (LIF) diagnostikk Ion velocity distribution (IVD) x c Ti = 0,12 +/ ev V = 717 +/-15 m/s w Gaussian fit: A y = y0 + e w π /2 ( x x ) 2 c 2 w 2 c mi V= xc, kt B i= λ w ν

9 Comparing LIF speeds with speeds from RFEA At low magnetic field and intermediate pressures, speeds from RFEA probe are in reasonable agreement with speeds obtained from LIF. At low pressure and magnetic field comparable to source field, speeds from probe are overestimated

10 Njåls prosjekt. Har undersøkt effekter fra sjikt og RF på ionefordelinger målt med ioneprobe. Undersøker nå probekonfigurasjoner for å forbedre probenes energioppløsning, gjennomfører sammenligner med LIF. Signifikant bedre oppløsning enn for mer tradisjonelle oppsett

11 Christians prosjekt: Emissive prober i plasma med RF Har gjort målinger og simulert disse der RF er inkludert. Finner to elektronfordelinger -som passer med simuleringer (?). Har gjennomført analyse med spesiell støyreduksjon (EMD = empirical mode decomposition) Simulering med RF og to elektron fordelinger Data

12 Testing for rakettinstrumentering i rom-like omgivelser- fra vakuum-eksperimenter i Aurolab: Mulig oppgave: vakuum-simulering og instrumenttesting for Maxi-Dusty i samarbeid med Havnes til Space Simulation Chamber i nytt teknologibygg fra 2014: SSC lagret v/uit for installering i nytt bygg. Vil kunne simulere også plasmaomgivelser for instrumentering

13 Tarjeis prosjekt: Forberede instrument i vakuumkammer på rakett

14 Publikasjoner L Fattorini, Å. Fredriksen, H L Pécseli C Riccardi, J K Trulsen, Turbulent transport in a toroidal magnetized plasma, Plasma Phys. Contr. Fusion, 54, (2012) 37. N. Gulbrandsen, W. J. Miloch, and Å. Fredriksen, Interpretation of ion velocity distributions measured with a grounded retarding field energy analyzer (RFEA) in an inductively coupled helicon plasma. Contrib. Plasma Phys., accepted. 36. Å. Fredriksen, W. J. Miloch, Njål Gulbrandsen, and Lekha Nath Mishra, On the use of a retarding field energy analyzer for plasma flow analysis. Contrib. Plasma Phys., accepted, March W. J. Miloch, N. Gulbrandsen, L. N. Mishra, and Å. Fredriksen, Ion velocity distributions in the sheath and presheath of a biased object in plasma, Phys. Plasmas, 18, (2011)