强激光与粒子束

作者：叶龙建, 董攀, 李杰, 张东东, 陈宇航, 胡志杰,

关键词：Penning离子源, 离子诊断, 氢等离子体, 数值分析, 全局模型,

Penning离子源因为结构简单、体积小、功耗低等优点，被广泛应用在伴随中子管中。基于实验室所用的潘宁（Penning）离子源，分析其电离时的伏-安特性；通过CCD相机拍摄观察离子源内部等离子体分布情况；采用光谱法诊断氢等离子体中电子的密度和温度。基于实验测试用的Penning离子源结构，建立H2分子碰撞电离的全局模型，分析离子源的工作参数与等离子体中电子温度和电子密度之间的关系。仿真结果表明：电子温度和电子密度与离子源的运行压强、磁场和功率密切相关；电子密度随功率增加逐渐增加、随磁场强度和压强都是先增加后减小，因此需将磁场强度控制在0.03～0.05 T，压强控制在（0.2～2）×10−2 Pa之间；电子温度随功率增加逐渐增加、随压强增加逐渐减小。通过模型可知，在Penning离子源的工作区间内，电子平均温度小于10 eV，电子密度数量级为1010 cm−3。

来源：2024年第9期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

查看强激光与粒子束杂志2024年第9期