Study of negative ions surface production in cesium-free H2 and D2 plasmas

Cette these porte sur l’etude de la production de surface des ions negatifs (IN) pour des applications dans la fusion thermonucleaire. Ce travail a ete realise a l'aide d'une source plasma PHISIS. Les IN formes en surface de l'echantillon sont collectes et analyses avec un spectrometre de masse (SM). La fonction de la distribution en energie des ions negatifs FDEIN est mesuree. Dans cette these, une technique de polarisation DC pulsee est introduite pour permettre l'etude de la production d'IN en surface sur des echantillons isolants comme le diamant. Un modele qui calcule le taux de changement de la variation de la tension sur une surface isolante polarisee en mode pulse est developpe. De facon surprenante, la production d’IN en surface sur un diamant dope au bore ou non dope est beaucoup plus elevee en mode pulse qu'en mode continu. Il est traite egalement la production d’IN en surface dans les conditions de faible tension de polarisation. Le meilleur rendement d’IN mesure a faible polarisation est obtenu avec du diamant dope au bore (BDD) et il est 2 fois plus eleve que celui mesure sur HOPG (high oriented pyrolitic graphite). L'analyse de la production d’IN en surface a differents polarisations pour differents materiaux a ete effectuee afin de correler l'evolution du rendement d’IN aux changements d'etat de surface. Une etude approfondie de la production en surface d'IN a ete realisee sur la surface de Nanoporous 12 CaO. 7Al2O3 electride surface. L'influence des conditions experimentalles sur le rendement en IN a ete etudiee. Dans cette contribution, nous montrons que ce materiau pourrait potentiellement etre utilise dans les sources d'ions negatifs sans cesium