Estudio de técnicas de diagnosis y modelos en plasmas producidos por microondas a alta presion

Abstract

Se presenta un método no intrusivo de diagnosis de plasma basado en el análisis espectroscópico del ensanchamiento Stark de diferentes líneas espectrales de la serie Balmer del hidrógeno. Este método se ha denominado método de cruce de líneas y permite diagnosticar simultáneamente la densidad electrónica y la temperatura electrónica. Se realiza un estudio histórico sobre las diferentes teorías y modelos de efecto Stark en plasmas, con aplicación en una descarga generada por microondas a presión atmosférico. Se utiliza el modelo computacional de Gigosos-Cardeñosos (Gig-Card), que recoge dela mejor forma en la actualidad importantes contribuciones al efecto Stark como la dinámica iónica. Se realiza igualmente una caracterización experimental de detalles del perfil de la línea H-beta de la serie Balmer que aún no están recogidos de forma satisfactoria en los modelos teóricos, como los referidos a su asimetría y la estructura del valle de la zona central de su perfil espectral. Como técnica de diagnosis, el método de cruce de líneas se aplica con éxito en diferentes plasmas de laboratorio generados por microondas a presión atmosférica; plasma de argón en surfatrón, plasma de argón en TIA, plasma de hilio en TIA. Es necesaria la introducción cuidadosa de hidrógeno extra en las descargas para una observación óptima de las líneas espectrales de la serie Balmer. También se consigue estudiar un plasma de hidrógeno puro en TIA a presión atmosférica. Por último, el método de cruce de líneas y los modelos de ensanchamiento Stark se aplican a la fotosfera del Sol. El método de cruce basado en ensanchamiento Stark de líneas espectrales se compara satisfactoriamente en la descarga de hidrógeno puro en TIA a presión atmosférica con otros métodos de diagnosis y análisis, como el llamado diagrama de Boltzaman modificado, basado en la teoría del balance de excitación-saturación en el plasma.