Estructura filamentaria y emisión de rayos X en el plasma-focus

• Autores: Rodríguez Trelles, Félix
• Año de publicación: 1975
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Nardi, Vittorio
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El objeto de esta tesis es el estudio de algunas caracteristicas de la estructura filamentaria que se observaen la descarga de un acelerador coaxial de plasma, con especial interés en la descripción de las fuentes localizadas de rayos X en el focus y de los anillos o arcos que aparecen sobre la cara interior del ánodo. En el Capitulo I, introductorio, se exponen las motivaciones del trabajo y se lo ubica dentro del contexto de las investigaciones realizadas con el plasma-focus. Se justificael interés deepertado por el dispositivo utilizado y se resumen las caracteristicas principales del aparato. Se describen las etapas de su funcionamiento y se reseñan sucintamente los modelos propuestos para explicar la radiación emitida. Se comenta brevemente la existencia de la estructura fina y de la energia magnética a ella asociada. En el Capitulo II se aplica el modelo de plasma naciente a la explicación de la estructura filamentaria en las etapas pre-focus. Se hace una revisión del modelo empleado y su fundamentación. Una breve descripción de la estructura visible en dichas etapas permite justificar el tratamiento bidimensional estacionario encarado en este caso. Se elige un término de fuentesadecuado para un eventual tratamiento numérico y se repite el cálculo del potencial efectivo en un referencial en movimiento, debido a V.Nardi. Ello permite obtener los campos y la densidad en los filamentos. Se muestra con un ejemplo que las expresiones halladas son adecuadas para introducir la información experimental. En particular, se discute la validez de una expresión aproximada basada en una temperatura efectiva única en los filamentos, para cuyo caso se estiman todos los parámetros requeridos por el modelo. En el Capitulo III se explica el origen de los anillos observados en las placas de rayos X. Se linealizan las ecuaciones de plasma naciente que describen los filamentos y se demuestra que éstos pueden soportar perturbaciones de pequeña amplitud en la densidad electrónica. Los anillos se originan cuando estas perturbaciones, que se propagan a lo largo de los filamentos, arriban a la nube iónica localizada frente al ánodo. En el Capitulo IV se analiza la intensidad de los rayos X provenientes de fuentes localizadas en el focus quese registran, mediante una cámara oscura, en placas cubiertas por un cierto espesor de material absorbente. Se comienza por reseñar resultados anteriores, incluyendola correlación existente entre los rayos X y la radiación registrada en otros rangos de energia. Luego, se efectúa el análisis numérico de las intensidades medidas en las placas por medio de un microdensitómetro. Se describen detalladamente el método empleado y las aproximaciones involucradas. Se definen los valores locales e integrados de la intensidad de radiación y su anisotropia,cuyos valores numéricos se resumen en una tabla para varias manchas obtenidas con deuterio puro y con una mezcla de deuterio ,vargón. La anisotropia resulta ser significativa, y varia con la posición dentro de las fuentes y con la proporción de argón en la mezcla. Se discuten los errores del método, subrayándose los efectos del diámetro finito del orificiode la cámara. En el Capitulo V se estiman las cantidades macroscópicas en los núcleos de las fuentes localizadas (vórtices toroidales), a partir de los valores de la intensidad y la anisotropia. Para ello, se comparan los valores experimentales del Capitulo IV con los valores teóricos de la anisotropia, obtenidos a partir del modelo de Sommerfeld para la radiación del continuo. Los valores absolutos de la intensidad emitida se insertan en las fórmulas empíricas de L. Birks para la exposición, y se arriba a expresiones que permiten estimar el orden de magnitud de la densidad, la corriente y el campo magnético en los núcleos de las fuentes. Se analizan los valores obtenidos, en particular la corriente, mucho mayor que la que circula entre los electrodos, y el campo magnético, que resulta ser del orden de 10 (8) gauss. En el Capitulo VI se discuten los resultados logrados, las limitaciones de los métodos utilizados y la posibilidad de mejorar el análisis en el futuro. Se concluye que es necesario aceptar la formación de vértices toroidales para explicar los elevados valores de la corriente en el focus, y se descarta la posibilidad de un modelo de aceleración del tino "caldera móvil", debido al elevado valor de la anisotropia medida.
Fil: Rodríguez Trelles, Félix. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.