Propagation d'un plasma le long d'un champ magnétique en régime pulsé

Résumé
La décharge est créée entre une cathode thermoémissive et une anode cylindrique creuse. Une bouffée d'hydrogène est injectée entre cathode et anode, la pression atteignant la valeur maximum de quelques 10-3 mmHg environ, 15 ms après ouverture de la vanne rapide. Le plasma formé diffuse dans un long tube dont les parois métalliques sont au potentiel d'anode. Le champ magnétique créé par six bobines présente sur l'axe 5 minimums et 6 maximums dont les valeurs sont dans un rapport de 2. Le champ est réglable jusqu'à 4 kilogauss. Le gaz neutre est progressivement éliminé par 5 pompes à diffusion situées entre les bobines, tandis que l'anode creuse et 4 diaphragmes limitent sa diffusion dans le tube. En outre, on peut augmenter fortement la vitesse de pompage le long du tube par évaporation de titane et condensation sur une paroi refroidie à l'azote liquide. Dans chaque compartiment, la densité du plasma est mesurée par des sondes de Langmuir, la lumière émise, par des photodiodes, et la densité instantanée du gaz neutre par des jauges à ionisation rapides, du type Penning. On a obtenu deux régimes de propagation : dans le régime A, la densité du plasma ne diminue pas lorsque le pompage au titane est en fonctionnement. L'émission de lumière et la densité du plasma varient à peu près proportionnellement au courant de décharge, et le retard entre signaux reçus dans deux compartiments successifs est très inférieur à 1 ms. Dans le régime B, la densité du plasma est inférieure de plus d'un ordre de grandeur lorsque le pompage au titane fonctionne. L'émission de lumière et la densité du plasma ne sont pas proportionnels au courant de décharge. Le régime A est obtenu par une tension plus élevée, un courant de décharge et une pression dans l'anode plus faibles, que celles dans le régime B. Un bilan de matière dans chaque compartiment et en régime stationnaire peut rendre compte du profil longitudinal de densité des deux régimes et de l'effet du pompage au titane. Les deux régimes de plasma sont caractérisés par des pertes transversales différentes, plus grandes dans le régime B que dans le régime A. Des conditions différentes de la décharge il résulte, dans le régime B, qu'une fraction importante du plasma est produite par ionisation in situ du gaz neutre.