Elektrik itki uygulamaları için indüktif etkileşimli plazma katodunun nümerik ve deneysel araştırması

Plazma katotları elektrik itki uygulamalarında elektrik kaynağı olarak daha yaygın olarak kullanılan oyuk katotlara pratik bir alternatif olarak kullanılmak için geliştirilmiş yayıcısız cihazlardır. İndüktif Etkileşimli Plazma (İEP) ya da Radyo Frekans (RF) plazma katot son yıllarda gündeme gelmiştir. Kompak geometrileri, basit ve verimli plazma oluşumu sayesinde RF plazma katotları oyuk katotlar üzerinde belirli avantajlara sahiptirler. Bu tezde, RF plazma katotları ve bu cihazların çalışmasının arkasında yatan fizik, teorik ve deneysel olarak incelenmiştir. Bilindiği gibi plazma katot cihazlarında, özellikle RF plazma katotlarında, elektron çekimi "anot noktası" olarak bilinen ikincil plazmanın oluşumuna kuvvetle bağlıdır. Literatürdeki deneysel çalışmalar anot noktası elektron yoğunluğunun ve sıcaklığının yığın plazmasından (Bunu bir de hocaya sor. Ben 'bulk plasma'yı 'yığın plazma' olarak çevirdim!!!) yüksek olduğunu göstermiştir. Anot noktasının oluşumundan önce cihazdan çekilen elektron akımı çok düşüktür. Anot noktasının oluşumuyla birlikte çekilen akım hızla artmaktadır. Bu tezde, anot noktasının bir dengesiz kararlı rejim plazması ('NESS'i dengesiz kararlı rejim olarak çevirdim. Bir bakarsınız !!!) olduğu gösterilmiştir. Anot noktasının dengesiz doğası, içerisindeki yüksek elektron oluşumu ve yüksek elektron yoğunluğunun nedeni olarak öne sürülmüştür. Çekilen elektron akımındaki ani artışın sebebi anot noktasının içerisindeki yüksek elektron oluşumudur. Söz konusu ani artış bu tezde sunulan deneylerin sonuçlarında da gözlemlenmiştir. RF plazma katodunun iki farklı konsepti tasarlanmış ve üretilmiştir. Ayrıca geometrik ve operasyonel parametrelerin etkilerinin belirlenmesi icin deneysel ölçümler yapılmıştır. Bu tezdeki deneysel çalışmalar RF plazma katot cihazının plazma oluşum ve elektron çekim karakteristiklerinin orifis çapı, oda uzunluğu, oda çapı, anten geometrisi gibi geometrik parametrelere, aynı zamanda RF gücü ve gazın kütlesel akış debisi gibi operasyonel parametlerele kuvvetle bağlı olduğu göstermiştir.