多峰离子源放电的全三维PIC/MCC模拟软件研制

摘要

为了顺应国际离子源发展的潮流以及弥补离子源模拟方面的不足,探索离子源放电物理机制以及H-产生机制,掌握离子源内各粒子的传输和沉积特性,分析影响离子源内引出离子光学特性的因素,为离子源设计者提供可靠的、理想的理论支撑,拟在多年工作基础上,基于FORTRAN软件平台,考虑不同激励和放电环境,采用高品质电磁粒子模拟算法处理带电子粒子所受电、磁力问题,抑制数值噪声增长以保证算法收敛,利用Rasser和Nickel模型处理中性粒子输运过程;运用Null和TA模型分别处理非同种粒子和同种粒子的碰撞事件发生概率,结合V.Vahedi和K.Nanbu等人提出的动力学方法处理碰撞前后粒子的动量变化,成功研制能模拟多类负氢离子源放电的全三维PIC/MCC软件,并对国内外研究较热的离子源进行模拟验证.