摘要：深入研究潘宁放电的物理机制,研制了全三维高品质算法粒子模拟软件(PIC),设计并添加了相应物理情景的蒙特卡罗碰撞模块(MCC),并对电子、氢分子离子(H+2)、氢正离子(H+)、氢三正离子(H+3)同时进行了跟踪,成功研制了全三维电磁PIC/MCC数值算法.结合国内研究较热的潘宁放电模型,对该算法进行模拟验证.模拟结果显示:采用有效的滤波算法能抑制电磁数值噪声,电子能量呈麦克斯韦分布,由于电子的径向漂移和加速导致离子源顶端H+2产量较大.

摘要：本文深入研究负氢离子输运及引出物理机理,理论分析了交换电荷反应及库仑碰撞过程,并设计了相应数值计算模块.在此基础上,采用有限差分法计算负氢离子所受洛伦兹力,运用蒙特卡罗碰撞方法处理负氢离子与其他粒子间的碰撞,成功研制了表面产生负氢离子输运及引出的全三维MCC算法,结合国外热门离子源JAEA10A离子源进行模拟验证,结果显示:随着过滤磁场增大,引出离子数越大,离子源空间生存离子总数越小;当过滤磁场较小时,气压越大引出离子数越多,当过滤磁场较大时,气压越小引出离子数越多.