负氢离子源中多峰磁场形态数值模拟

基于磁荷模型,在有限差分法基础上,推导了3维永磁体数值算法,结合全3维PIC/MCC粒子模拟算法,数值分析比较了外置型和"伞状"型两种特殊形态多峰磁场对电子能量沉积的影响。模拟结果表明:二者都能对粒子起到约束作用且能过滤引出负氢离子,同时二者电子能量分布规律基本一致,都呈现了双电子能态,符合等离子体放电基本机理;外置型过滤磁场对粒子的约束能力更强,能明显产生更多的粒子,总粒子数大约是"伞状"型过滤磁场情况下的4倍;"伞状"型过滤磁场能有效地抑制由磁场不均匀所引起的电子漂移,使产生的负氢离子空间分布更均匀。模拟结果与国外实验结果基本一致。

负氢离子源中电子能量沉积三维数值模拟研究

本文理论计算了多峰离子源永磁体,采用二体碰撞模型(binary collision)处理电子之间的库仑碰撞,采用空碰撞(null-collision)方法处理电子与氢元素相关粒子,开发了全三维PIC-MCC模拟算法,并利用该算法模拟了多峰离子源中电子沉积过程,分析了多峰磁场对电子的空间和能量分布影响,结果显示:电子的非均匀分布起源于高能电子在引出区的B×▽B漂移.