【摘 要】
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为更好地理解低气压、弱电离条件下潘宁离子源放电过程中离子和电子的动力学行为,建立了简化小型氢气潘宁离子源放电物理模型,采用粒子模拟与蒙特卡罗相结合(PIC/MCC)的方法,
【机 构】
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中国工程物理研究院电子工程研究所 四川绵阳621900
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为更好地理解低气压、弱电离条件下潘宁离子源放电过程中离子和电子的动力学行为,建立了简化小型氢气潘宁离子源放电物理模型,采用粒子模拟与蒙特卡罗相结合(PIC/MCC)的方法,考虑了电子与氢气之间的弹性碰撞、激发、电离以及氢原子、离子之间的弹性碰撞和电荷交换等过程,实现了氢气潘宁离子源从放电到离子引出全过程的数值模拟.对结构优化前后潘宁离子源的电场和磁场进行了模拟计算,考察了空间不同位置处的离子和电子在其电磁场中的运动轨迹,分析了阳极电压和源内气压对放电过程的影响,得到了实验中难以在放电腔内诊断得到的电子与离子数密度分布,引出极离子电流等宏观参数与文献实验结果一致.通过数值模拟使得对氢气潘宁放电机制的研究从定性过渡到定量,这对于潘宁离子源的设计和改进具有重要意义.
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