多峰离子源放电的全三维PIC／MCC模拟软件的研制

摘要

为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，探索离子源放电的物理机制以及H-的产生机制，掌握离子源内各粒子的传输和沉积特性生，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，在多年工作的基础上，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模型分别处理了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，研制出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了模拟验证。