考虑共振电荷转移的离子引出过程理论研究

摘要

离子引出是激光法分离同位素技术中的关键环节之一,对产品丰度和产率有重要的影响,而离子引出中离子和原子间的共振电荷转移过程则会对产品丰度造成污染,因此在研究离子引出过程时应考虑共振电荷转移的影响.本文利用粒子模拟(PIC)法以及基于PIC法和杂化PIC法的混合算法研究了考虑共振电荷转移的电场法离子引出过程,通过对一维平行板法的引出方式进行数值计算,获得了离子引出过程中共振电荷转移的基本性质和关键影响因素?共振电荷转移截面、引出时间、背景原子密度和蒸气宽度,并据此得到了离子发生共振电荷转移比例的经验公式;二维工况下的平行板法、交替偏压法、Π型电场法和M型电场法四种引出方式的计算结果则表明,在其他条件相同的情况下,M型电场法具有最小的离子引出时间和共振电荷转移损失比例.本文的研究结论对于指导激光法分离同位素技术中离子引出装置设计和实验工艺设计具有比较重要的参考意义.