1.2 Technologie des plasmas
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xénon alimente la base de ce système coaxial, ce flux de gaz interagit avec un anneau
d’électrons piégés dans un champ magnétique radial (B), les impacts électroniques
ionisent ce flux de xénon et les ions ainsi produits sont accélérés par un champ électrique axial (E). La fonction du champ magnétique radial est de ralentir les électrons
afin qu’ils ne consomment pas l’essentiel de la chute de potentiel, comme c’est le cas
dans les décharges classiques, et de les confiner afin d’entretenir le processus d’ionisation. Une cathode émissive, non représentée sur le schéma, permet de neutraliser
le flux d’ions éjectés.
E
E
B
Xe
Figure 1.13 Schéma de principe et structures électrique et magnétique d’un propulseur SPT.
Malgré sa simplicité apparente, un tel système présente différents régimes de fonctionnement, plusieurs types d’instabilités et des propriétés de transport électronique
probablement turbulentes ; ces propulseurs sont l’objet de vastes programmes de
recherche en physique appliquée.
L’objectif de ce chapitre d’introduction est de donner un aperçu de l’importance et
de l’impact de la physique des plasmas ; le niveau de développement actuel des technologies plasma ne permet pas d’embrasser l’ensemble des applications en quelques
pages, le choix, nécessairement arbitraire, qui a été fait de présenter succinctement
les réacteurs, les tokamaks et les propulseurs ne doit pas occulter l’importance et
l’impact des autres dispositifs à plasma ; par exemple, les détecteurs de particules,
que ce soit les compteurs Geiger, les chambres à fils ou les chambres à étincelles,
sont construits sur le principe de l’amplification électronique dans des décharges
plasma en régime non autonome ; la figure 1.14 présente le schéma de principe
d’un compteur Geiger. Une particule énergétique (R) traversant le gaz d’une enceinte
cylindrique crée quelques paires électrons-ions par dépôt d’énergie dans le gaz, les
électrons sont accélérés par le champ électrique radial résultant de la différence de
potentiel appliqué entre un fil central et le cylindre. Cette population d’électrons
énergétiques génère des paires électron-ion secondaires par ionisation par impact
électronique, ces électrons secondaires sont accélérés, etc.
La collecte des charges ainsi générées donne lieu à un pulse de tension ou à un pulse
de courant S (t) suivant la nature du circuit extérieur, ce pulse signale le passage
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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xénon alimente la base de ce système coaxial, ce flux de gaz interagit avec un anneau
d’électrons piégés dans un champ magnétique radial (B), les impacts électroniques
ionisent ce flux de xénon et les ions ainsi produits sont accélérés par un champ électrique axial (E). La fonction du champ magnétique radial est de ralentir les électrons
afin qu’ils ne consomment pas l’essentiel de la chute de potentiel, comme c’est le cas
dans les décharges classiques, et de les confiner afin d’entretenir le processus d’ionisation. Une cathode émissive, non représentée sur le schéma, permet de neutraliser
le flux d’ions éjectés.
E
E
B
Xe
Figure 1.13 Schéma de principe et structures électrique et magnétique d’un propulseur SPT.
Malgré sa simplicité apparente, un tel système présente différents régimes de fonctionnement, plusieurs types d’instabilités et des propriétés de transport électronique
probablement turbulentes ; ces propulseurs sont l’objet de vastes programmes de
recherche en physique appliquée.
L’objectif de ce chapitre d’introduction est de donner un aperçu de l’importance et
de l’impact de la physique des plasmas ; le niveau de développement actuel des technologies plasma ne permet pas d’embrasser l’ensemble des applications en quelques
pages, le choix, nécessairement arbitraire, qui a été fait de présenter succinctement
les réacteurs, les tokamaks et les propulseurs ne doit pas occulter l’importance et
l’impact des autres dispositifs à plasma ; par exemple, les détecteurs de particules,
que ce soit les compteurs Geiger, les chambres à fils ou les chambres à étincelles,
sont construits sur le principe de l’amplification électronique dans des décharges
plasma en régime non autonome ; la figure 1.14 présente le schéma de principe
d’un compteur Geiger. Une particule énergétique (R) traversant le gaz d’une enceinte
cylindrique crée quelques paires électrons-ions par dépôt d’énergie dans le gaz, les
électrons sont accélérés par le champ électrique radial résultant de la différence de
potentiel appliqué entre un fil central et le cylindre. Cette population d’électrons
énergétiques génère des paires électron-ion secondaires par ionisation par impact
électronique, ces électrons secondaires sont accélérés, etc.
La collecte des charges ainsi générées donne lieu à un pulse de tension ou à un pulse
de courant S (t) suivant la nature du circuit extérieur, ce pulse signale le passage
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit