J-PARC离子源多峰离子源三维数值模拟

研究了矩形永磁体的理论计算方法,深入剖析了PIC-MCC处理算法,在粒子模拟软件平台下研制了全三维PIC-MCC模拟算法,并采用该算法数值研究了J-PARC多峰离子源放电特性,分析了J-PARC离子源电子能量沉积过程和体积产生机制,讨论了该离子源在光学特性和设计思路上的优势。结果显示:该离子源能产生空间均匀的负氢离子离子束,且体积负氢离子产生效率较高。

多峰离子源的三维数值模拟优化与设计

本文理论计算了多峰离子源永磁体,采用二体碰撞模型处理电子之间的库仑碰撞,运用空碰撞方法处理电子与氢元素相关粒子碰撞,开发了全三维粒子模拟-蒙特卡罗模拟算法,并采用此软件对热门多峰离子源JET-60U的两种优化设计模型进行数值模拟研究,探索了两种离子源空间分布特性和体积负氢离子产率相关问题,提出了负氢离子源设计的基本思想:适当调整离子源多峰磁场分布情况可以输出均匀离子束;适当调整引出磁场大小和离子源结构,可以达到离子束空间均匀性和高产率兼顾的效果.

J-PARC多峰离子源体积产生效率三维数值模拟研究

深入阐述了拥有自主知识产权的粒子模拟-蒙特卡罗算法,并采用该算法数值研究了J-PARC多峰离子源放电特性,分析了J-PARC离子源的放电机理,并在单、双校正磁体下讨论了该离子源体积产生效率.结果显示:在单校正磁体下,校正磁体中心与离子源顶端相距50 mm时,体积产生效率最大;在双校正磁体且固定顶端磁体下,两磁体相距越大体积产生效率越低.

JAERI 10A离子源体积产生效率数值优化

阐述了拥有自主知识产权的粒子模拟-蒙特卡罗算法,采用该算法数值研究了JAERI 10A多峰离子源放电特性,并分析主要放电参数(气压、放电电极位置、过滤磁场大小、放电电压等)对体积产生率的影响.模拟结果显示:为了得到高体积负氢离子产量,过滤磁场不宜太大,放电电压不宜太小,而应该适当选取过滤磁场和放电电压,主要通过同时调节气压和放电位置来实现离子源优化.