1.먼저 LENGTH SCALE 을 판단하기 위하여 근사적으로 플라즈마 온도와 밀도를 구한다. 쉬스가 collision 한 경우와 collisionless 의 경우에 적용될 수 있는 식이 다르며, 후자의 경우라도 쉬스의 두께가 두꺼운가 혹은 얇은가에 따라서 적용될 수 있는 식이 달라지기 때문에, 플라즈마 변수의 정확한 측정을 위해서는 이를 확정하는 작업이 필요하다. 편의를 위하여 이때에 근사식들을 이용하여 대충의 값만을 구한다.
1) 다음의 식을 이용하여 전자와 중성 입자간의 자유 행정 거리를 구한다.
2) 다음의 근사식을 이용하여 플라즈마 온도를 구한다.
3) electron saturation region(ESR) 을 이용하여 플라즈마 밀도를 구한다. 보통 ESR 을 이용하는 경우에는 ion saturation region(ISR)을 이용하는 것보다 정확하지 않다. 그 이유는 프루브 자체가 전자 등을 고갈시켜 정확한 값을 측정할 수 없게 하기 때문이다. 그러나 여기서는 근사적으로 구하는 것만으로도 충분하느로 ESR을 사용한다.
플라즈마 포텐셜에서는 대게 이온 포화 전류가 0 이 된다고 보므로, 이 때에 구하는 전류값은 전자 포화 전류값과 같다고 볼 수 있다. 이러한 사실을 바탕으로 다음 식을 이용하여 전자 밀도를 근사적으로 구할 수 있다.
4) 식(1.13)을 이용하여 드바이 거리를 구한다.
5) 일반적으로 쉬스의 사이즈는 드아비 거리를 4배하여 근사할 수 있다. 이 보다 프루브팁의 지름이 훨씬 크므로 이는 얇은 쉬스로 근사할 수 있다.
6) 중성자-전자간 자유 행정 거리가 드바이 거리보다 크므로 우리는 collisionless 라고 가정할 수 있다.
2. 플라즈마 포텐셜
polynomial fit 는 측정된 그래프를 미분하고자 할 때에 사용할 수 있는 가장 좋은 smooth 기법이다.
3.이온 전류의 측정
식 (3.10) 를 이용하여 밀도 n을 구한 후에 (3.9) 에 대입하여 전압에 따른 이온 전류의 그래프를 그려볼 수 있다. 플라즈마 포텐셜에서 이 값이 0 이 되는지 체크해본다.
4. 전자 전류의 측정
전체 그래프에서 위에서 구한 이온 전류를 빼주면 순수한 전자 전류만을 얻을 수 있다.
5. 전자 온도의 측정
1) 자연로그를 취하고 그래프를 그려본다. 에러에 의해서 나타난 몇몇 음수값이 그래프를 이상하게 보이게 한다.
linear fit 에 가까울 수록 전자 분포가 맥스웰리안을 잘 따르고 있다는 것을 증명하며, 커브가 나타난다면, 이는 고에너지 전자들에 의해서 non-Maxwellian 을 따른다는 것을 의미한다.
2) 선형 fit을 했을 때에 기울기값은 식(3-28)에서 보듯이 -e/kTe 가 되어 전자 온도를 구할 수 있다.
1) 다음의 식을 이용하여 전자와 중성 입자간의 자유 행정 거리를 구한다.
2) 다음의 근사식을 이용하여 플라즈마 온도를 구한다.
3) electron saturation region(ESR) 을 이용하여 플라즈마 밀도를 구한다. 보통 ESR 을 이용하는 경우에는 ion saturation region(ISR)을 이용하는 것보다 정확하지 않다. 그 이유는 프루브 자체가 전자 등을 고갈시켜 정확한 값을 측정할 수 없게 하기 때문이다. 그러나 여기서는 근사적으로 구하는 것만으로도 충분하느로 ESR을 사용한다.
플라즈마 포텐셜에서는 대게 이온 포화 전류가 0 이 된다고 보므로, 이 때에 구하는 전류값은 전자 포화 전류값과 같다고 볼 수 있다. 이러한 사실을 바탕으로 다음 식을 이용하여 전자 밀도를 근사적으로 구할 수 있다.
4) 식(1.13)을 이용하여 드바이 거리를 구한다.
5) 일반적으로 쉬스의 사이즈는 드아비 거리를 4배하여 근사할 수 있다. 이 보다 프루브팁의 지름이 훨씬 크므로 이는 얇은 쉬스로 근사할 수 있다.
6) 중성자-전자간 자유 행정 거리가 드바이 거리보다 크므로 우리는 collisionless 라고 가정할 수 있다.
2. 플라즈마 포텐셜
polynomial fit 는 측정된 그래프를 미분하고자 할 때에 사용할 수 있는 가장 좋은 smooth 기법이다.
3.이온 전류의 측정
식 (3.10) 를 이용하여 밀도 n을 구한 후에 (3.9) 에 대입하여 전압에 따른 이온 전류의 그래프를 그려볼 수 있다. 플라즈마 포텐셜에서 이 값이 0 이 되는지 체크해본다.
4. 전자 전류의 측정
전체 그래프에서 위에서 구한 이온 전류를 빼주면 순수한 전자 전류만을 얻을 수 있다.
5. 전자 온도의 측정
1) 자연로그를 취하고 그래프를 그려본다. 에러에 의해서 나타난 몇몇 음수값이 그래프를 이상하게 보이게 한다.
linear fit 에 가까울 수록 전자 분포가 맥스웰리안을 잘 따르고 있다는 것을 증명하며, 커브가 나타난다면, 이는 고에너지 전자들에 의해서 non-Maxwellian 을 따른다는 것을 의미한다.
2) 선형 fit을 했을 때에 기울기값은 식(3-28)에서 보듯이 -e/kTe 가 되어 전자 온도를 구할 수 있다.
