Diseño y construcción de una fuente de iones por medio de un reactor de plasma

Abstract

Las fuentes de iones tienen muchas aplicaciones en la industria, medicina y ciencia, particularmente en los aceleradores de partículas; por tal motivo, el desarrollo de estos dispositivos es de gran interés. En esta tesis se propone el diseño y construcción de una fuente de iones, a partir de un reactor de plasma. Dicho prototipo consta de dos cámaras, la primera es donde se producen los iones, dando lugar a la generación del plasma. Posteriomente, se tiene la segunda cámara que alberga los electrodos, uno de sus electrodos se conecta a una fuente de alto voltaje, que produce un campo electroestático que acelera los iones que se encuentran dentro del plasma. Al final de las cámaras, se encuentra la placa detectora, que mide la cantidad de iones que chocan contra ella, a partir de la corriente eléctrica generada por el haz de iones. Para la generación del plasma, se ioniza el gas dentro de la cámara de producción de iones mediante un campo de radiofrecuencia que excita a los electrones del gas, y éstos al tener la suficiente energía rompen los enlaces de las moléculas. En esta tesis, se estudió el proceso de elaboración del dispositivo. Se consideró el diseño mecánico, la simulación electromagnética y, finalmente, la construcción. Se reportan cada uno de estos procesos de forma detallada.