电子回旋共振离子源中气体混合效应的数值模拟
加速器物理
2017-03-08 v1
摘要
使用粒子模拟-蒙特卡罗碰撞（PIC-MCC）代码 NAM-ECRIS 模拟了在 Kr 与 O2、N2、Ar、Ne 和 He 混合气体中维持的 ECRIS 等离子体。该模型假设离子被等离子体势中的势阱静电约束在 ECR 区域内。在最高电荷态下观察到提取的氪离子电流的增加；当使用氧气作为混合气体时，该增益达到最大。氧气的一个特殊性质是，大部分单电荷氧离子是在氧分子解离电离后产生的，每个离子释放约 5 eV 的巨大动能。混合元素高能低电荷离子损失率的增加，要求在 ECR 表面附近建立减速势垒，以平衡电子和离子从等离子体中的损失。在混合等离子体中，与纯 Kr 等离子体（约 0.01 V）相比，该势垒值较大（约 1 V），同时氪离子的约束时间更长，离子温度也高得多。
引用
@article{arxiv.1607.07230,
title = {Numerical simulations of gas mixing effect in Electron Cyclotron Resonance Ion Sources},
author = {V. Mironov and S. Bogomolov and A. Bondarchenko and A. Efremov and V. Loginov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.07230},
year = {2017}
}