Plasma diagnostics of the SIMPA ECR ion source by X-ray spectroscopy, Collisions of H-like Neon ions with Argon clusters
Diagnostic du plasma de la source d'ions ECR SIMPA par spectroscopie X, Collision d'ions néon hydrogenoïdes avec des agrégats d'argon
Résumé
The first part of the thesis is devoted to SIMPA ECR ion source caracterization, first, I explored the ion source's capacities on the point of view of extracted currents for three elements, argon, krypton and neon. By analyzing the Bremsstrahlung spectra, I determined the electronic temperature in the plasma and the electronic and ionic densities. In a second time, I recorded high resolution X-spectra of argon and krypton plasma's. By taking into account the principal mechanisms of production of a K hole in the ions inside the plasma, I determined the ionic densities of the high charge states of argon. Lastly, I highlighted a correlation between the ions charge states densities with the intensities of extracted currents.
The second part of the thesis is devoted to Ne9+- argon clusters collisions. First, I presented simple and effective theoretical models allowing to interpret the phenomena occurring during a collision, on the point of view of the projectile. I carried out a simulation for a collision of an ion Ne9+ with an argon cluster of a given size, this to know the energy levels populated during the electronic capture and to follow the number of electrons in each projectile shell. Lastly, I presented the first results of a collision between a Ne9+ beam and argon clusters. These results, have enabled me by using projectile X-ray spectroscopy during the ions-clusters collision, to evidence a strong clustering of targets atoms and to highlight an electronic multicapture in the projectile ion excited states.
The second part of the thesis is devoted to Ne9+- argon clusters collisions. First, I presented simple and effective theoretical models allowing to interpret the phenomena occurring during a collision, on the point of view of the projectile. I carried out a simulation for a collision of an ion Ne9+ with an argon cluster of a given size, this to know the energy levels populated during the electronic capture and to follow the number of electrons in each projectile shell. Lastly, I presented the first results of a collision between a Ne9+ beam and argon clusters. These results, have enabled me by using projectile X-ray spectroscopy during the ions-clusters collision, to evidence a strong clustering of targets atoms and to highlight an electronic multicapture in the projectile ion excited states.
La première partie de la thèse est consacrée à la caractérisation de la source d'ions ECR SIMPA, nous avons d'abord exploré les performances de la source d'ions, en terme des courants extraits pour trois éléments, que sont l'argon, le krypton et le néon. En analysant les spectres Bremsstrahlung, nous avons déterminé la température électronique dans la plasma ainsi que la densité électronique et la densité ionique au sein du plasma. Dans un deuxième temps, nous avons enregistré des spectres haute résolution du plasma d'argon et du plasma de krypton. En prenant en compte les principaux mécanismes de production d'une lacune en couche K des ions dans le plasma, nous avons pu déterminer la densité ionique des états de charges élevés de l'argon. Enfin, nous avons mis en évidence, une corrélation entre la densité des états de charges avec les intensités de courants extraits.
La seconde partie de la thèse est consacrée à la collision des ions Ne9+ avec des agrégats d'argon. Dans un premier temps, nous avons présenté des modèles théoriques simples mais efficaces dans l'interprétation des phénomènes survenant au cours de la collision, du point de vue du projectile, nous avons effectué une application théorique simple pour une collision d'un ion Ne9+ avec un agrégat d'argon d'une certaine taille, dans le but de connaître les niveaux énergétiques peuplés lors de la capture électronique et de suivre l'évolution du nombre d'électrons dans chaque couche du projectile. Enfin, nous avons présenté les premiers résultats de collision entre un faisceau d'ion Ne9+ et des agrégats d'argon. Ces résultats, nous ont permis de mettre en évidence par les photons X emis lors de la collision ions-agrégats, un fort taux d'agrégation des atomes, ainsi que la multi-capture électronique faite par les projectiles.
La seconde partie de la thèse est consacrée à la collision des ions Ne9+ avec des agrégats d'argon. Dans un premier temps, nous avons présenté des modèles théoriques simples mais efficaces dans l'interprétation des phénomènes survenant au cours de la collision, du point de vue du projectile, nous avons effectué une application théorique simple pour une collision d'un ion Ne9+ avec un agrégat d'argon d'une certaine taille, dans le but de connaître les niveaux énergétiques peuplés lors de la capture électronique et de suivre l'évolution du nombre d'électrons dans chaque couche du projectile. Enfin, nous avons présenté les premiers résultats de collision entre un faisceau d'ion Ne9+ et des agrégats d'argon. Ces résultats, nous ont permis de mettre en évidence par les photons X emis lors de la collision ions-agrégats, un fort taux d'agrégation des atomes, ainsi que la multi-capture électronique faite par les projectiles.
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