强激光与粒子束

作者：朱睿, 刘彤, 王百川, 闫逸花, 王敏文, 杨业, 赵铭彤, 叶文博, 拓明泽, 王忠明,

关键词：低能束流传输线, XiPAF, 空间电荷补偿, 弹性散射,

空间电荷效应是制约强流离子束稳定传输的主要因素，主动馈入补偿气体被认为是一种能够抑制空间电荷效应的有效手段。但在强流负氢离子加速器中，负氢离子与补偿气体的作用机制十分复杂，存在多种互相竞争的物理过程。本研究通过数值模拟与实验测量，探究了负氢粒子与补偿气体在低能束流传输线中的相互作用机制。通过基于PIC方法的仿真程序，构建了包含电离反应、电子剥离反应和弹性碰撞散射等物理过程的三维仿真模型，研究了补偿气体为氮气和氩气时空间电荷补偿效应随气压、气体种类的变化对束流参数的影响规律。研究结果表明, 对负氢束流进行空间电荷补偿研究时，补偿气体对束流的散射与剥离效应不可忽略。

来源：2025年第10期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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