Física del flujo magnetohidrodinámico de aceleradores de plasma con boquillas magnéticas y aplicaciones a la fabricación avanzada

El acelerador de plasma coaxial es un dispositivo simple, compacto y mecánicamente robusto que utiliza la fuerza de Lorentz J×B para acelerar el plasma a alta velocidad. Originalmente desarrollado en la década de 1950 con el propósito de proporcionar plasmas energéticos para experimentos de energía de fusión, los aceleradores de plasma coaxial se están investigando actualmente como un medio ambientalmente viable y económico para el procesamiento de materiales y la fabricación avanzada. Si bien las aplicaciones comerciales de esta tecnología ya están en línea, las futuras aplicaciones comerciales requerirán mejorar la reproducibilidad y eficiencia del acelerador, controlar mejor la velocidad o energía del flujo de plasma acelerado y controlar mejor la distribución de energía dirigida o potencia sobre el objetivo. En este artículo, se presenta la física del flujo magnetohidrodinámico de los aceleradores de plasma con boquillas magnéticas, con el objetivo de lograr el control del acelerador necesario para futuras aplicaciones industriales. Se incluye una descripción fundamental de la producción de plasma, la aceleración y el flujo en una boquilla magnética.