负氢离子产生、输运及引出的数值模拟算法研究

项目名称： 负氢离子产生、输运及引出的数值模拟算法研究

项目编号： No.11175040

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 刘大刚

作者单位： 电子科技大学

项目金额： 70万元

中文摘要： 负氢离子由于其中性化效率高，而备受热核聚变工作者关注，因此对负氢离子源放电机制的数值模拟意义深远。拟开展两方面的工作：一、在理论分析负氢离子源相关物理机制的基础下，采用静电型粒子模拟与蒙特卡罗相结合的方法，综合考虑噪声抑制算法（High-q或时偏算法）和有效的碰撞模型，编制全三维数值模拟程序并结合实验结果数据进行程序可靠性验证。二、研究和揭示各类负氢离子源中粒子间的碰撞机制、输运特性和负离子引出的优化手段。包括：1.负氢离子在离子源的产生过程；2.负氢离子束在大体积源中传输和各种反应机理；3.不同中性气压、外加局部磁场或者磁体、外加引出电压偏置、各类粒子的二次发射、离子源的体积和表面积效应等对负氢离子引出效率的影响。以达到加深对负离子源放电过程的理解，掌握负氢离子的输运特性，分析影响负氢离子引出的主要因素的目的，从而为负氢离子源的实际应用奠定理论基础。

中文关键词： 粒子模拟；蒙特卡罗碰撞；多峰负氢离子源；体积产生；表面产生

英文摘要：

英文关键词： Particle-in-cell；Monte Carlo collision；Multi-cusp negative hydrogen ion source；Volume production；Surface production