3.10 Tesis magíster

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https://repositorio.uc.cl/handle/11534/21490

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Browsing 3.10 Tesis magíster by Subject "530.44"

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    Caracterización de X-pinches de cobre y su aplicación como fuente de rayos X para deflectometría Talbot-Lau.
    (2020) Vescovi, Milenko; Veloso Espinosa, Felipe Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Instituto de Física
    Se caracterizó espacial, temporal y espectralmente la emisión de rayos X proveniente de un X-pinch de 4 alambres de cobre de 25µm de diámetro en el generador Llampüdkeñ, con el fin de evaluar su uso como backlighter para deflectometría moiré-Talbot Lau. Se midió una fuente central de 50 − 150µm, con emisión significativa en el rango < 5keV. Por medio de un espectrómetro especialmente diseñado y construido para este trabajo, se determinó que la radiación en esta región corresponde principalmente a emisión continua. La fuente central, asociada al hotspot, tiene una menor emisión en el rango cercano a 8keV, correspondiente a emisión satélite K de iones tipo Li. En este rango de energías y en rayos X duros, la emisión dominante proviene del plasma ∼ 300 − 400µm sobre la fuente central, hacia el ánodo. Desde esta región se detectaron fuentes de tamaño milimétrico, posteriores a la emisión central y asociadas a haces de electrones acelerados a través del gap formado tras la primera emisión. Se midió emisión cercana a 8 − 8.3keV proveniente de una región de tamaño extendido en el espectrómetro, además de un intenso continuo en energías > 9keV. Se usó un deflectómetro Talbot-Lau de orden 1, optimizado para 8keV a 5 − 6cm del plasma, con un objeto de fase de prueba (placa de Be). Usando el X-pinch como fuente se obtuvieron patrones de franjas que permitieron estimar la densidad de la placa con una diferencia porcentual menor al 13 %. Se observa un contraste disminuido en los patrones moiré (< 18 %), posiblemente asociado a la emisión en un amplio espectro proveniente de las fuentes de mayor tamaño en el X-pinch. Se observó depósito de material, ruptura y curvatura en los filtros protectores del deflectómetro, lo que en general no afectó la toma de datos. No se observan efectos de campo magnético ni temperatura que afecten la formación del patrón final. Según los resultados, el X-pinch es una fuente útil para deflectometría Talbot-Lau en experimentos de potencia pulsada. Sin embargo es necesario optimizar el arreglo en cuanto a masa y material de los alambres, con el fin de asegurar resoluciones temporales y espaciales apropiadas para este tipo de experimentos. Parte de los resultados de este trabajo se encuentra en proceso de publicación[1].
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    Development of particle-in-cell code using the implicit moment method and Monte-Carlo collisions for laboratory plasma simulation
    (2020) Hernández Vargas, Francisco; Favre Domínguez, Mario; Pontificia Universidad Católica de Chile. Instituto de Física
    Plasma simulations have been used for decades as a link between theoretical and experimental physics, helping to understand the dynamics and phenomena that occur in plasma. Among the existing methods there are fluid codes (magnetohydrodynamics), kinetic codes (particle-in-cell) and hybrids codes (which combine the previously mentioned methods), each with its pros and cons. In this thesis, a C++ simulation code was developed using the particle-in-cell implicit moment method (PIC-IMM), which has the advantage of having fewer constrains than other methods (such as the explicit PIC), maintaining the kinetic and non-linear effects. In addition, a collision module was implemented using Monte Carlo Collisions (MCC). The code was tested with verification and validation tests. The correct movement and stability of the particles was verified, as well as the dispersion of the electrostatic fields. Among the validation tests, the case of two-stream instability, magnetic reconnection using a Harris-like sheet, Xenon charge-exchange collisions, and Argon collisions in a rf plasma jet was analyzed. Each of the tests was analyzed and the results are discussed in the respective chapters. Although the results obtained are satisfactory, it remains to simulate new laboratory experiments, and compare with experimental data.