วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2553

เครื่องกำเนิดพลาสมาแบบห้วงชนิดควบคู่เหนี่ยวนำหรือเครื่องพีไอซีพี คือเครื่องกำเนิดพลาสมาที่ดัดแปลงมาจากเครื่องกำเนิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันขนาดเล็ก ซึ่งปัจจุบันถูกนำมาประยุกต์ใช้กับงานในหลายด้าน เนื่องด้วยกระบวนการเกิดพลาสมาภายในที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่สั้นจึงเหมาะกับงานด้านการปรับปรุงพื้นผิววัสดุที่ไม่ทนความร้อน งานวิจัยนี้ได้ทำการสร้างเครื่องพีไอซีพี แล้วศึกษาสมบัติของเครื่องและสมบัติของพลาสมาที่กำเนิดจากเครื่อง ซึ่งเป็นตัวแปรพื้นฐานที่มีประโยชน์ในการนำมาพัฒนา และศึกษาเครื่องกำเนิดปฏิกิริยาฟิวชันได้ในอนาคต ขดลวดโรโกวสกี้วัดค่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจร หัววัดสนามแม่เหล็กวัดการเคลื่อนที่ของพลาสมา และสเปคโตรมิเตอร์วัดอุณหภูมิอิเล็กตรอน ได้นำมาวัดขณะที่เครื่องมีพลังงานสะสมในตัวเก็บประจุเท่ากับ1.4 2.4 และ4.32 กิโลจูล ซึ่งสามารถวัดค่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรได้ 256 336และ430 กิโลแอมแปร์ตามลำดับ เมื่อเครื่องมีพลังงานสะสมในตัวเก็บประจุ 1.4 กิโลจูล สามารถวัดความเร็วเฉลี่ยสูงสุดของพลาสมาจากก๊าซอาร์กอน ออกซิเจน และไนโตรเจนได้ 2.4x10⁴ 3.5 x10⁴ และ 4.2 x10⁴ เมตรต่อวินาทีตามลำดับ ซึ่งวัดได้จากตำแหน่ง 3.46 ถึง1.46 เซนติเมตรจากแกนกลาง จากการทดลองพบว่าความเร็วเฉลี่ยของพลาสมาที่วัดได้มีค่าเพิ่มขึ้นตามพลังงานที่ให้ ขณะที่ลดลงตามระยะทางที่บีบตัว ตามความดันที่เพิ่มขึ้นและตามมวลโมเลกุลของพลาสมาที่เพิ่มขึ้น เปรียบเทียบกับแบบจำลองทางทฤษฎีพบว่าความเร็วของพลาสมาเพิ่มขึ้นในช่วงแรกและลดลงเมื่อเข้าใกล้ศูนย์กลางซึ่งสอดคล้องกับผลการทดลอง ขณะที่อุณหภูมิอิเล็กตรอนจากแบบจำลองทางทฤษฎีลดลงตามความดันที่เพิ่มขึ้น และยังพบว่าความถี่ของกระแสไฟฟ้าในวงจรอาจมีผลต่อความเร็วเฉลี่ยในการเคลื่อนที่ของพลาสมา