多峰场负氢离子源磁体布局对等离子体特性影响的数值模拟研究

负氢离子源的研究对于响应国家散裂中子源建设和国际热核聚变实验堆计划的开展都具有十分重要的意义. 由于离子源本身的物理特性导致数值模拟成为不可或缺的研究手段, 基于此, 首先对自主研发的全三维粒子模拟/蒙特卡罗碰撞算法进行阐述, 然后对负氢离子体积过程进行描述, 并在此基础上对中国原子能研究中心的多峰质子源进行了系统仿真, 在引出磁体极性相同和相反两种情形下, 分别对多峰质子源放电特性进行了讨论和分析. 结果显示: 在相反极性下, 两引出磁体附近的磁漂移方向相同且数值较大, 即磁漂移剧烈, 导致电子总数较大且高能电子在特定区域活跃, 进而负氢离子体积产率较高, 即负氢离子在空间呈现Y漂移; 反之, 在相同极性下, 电子约束效果相对较差且负氢离子体积产率较低, 但其空间分布均匀.     

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采用自主研发的全三维PIC/MCC软件对JAEA 10A多峰负氢离子源进行系统仿真,分析了电极布局对H?体积产生效率的影响.模拟结果显示:放电功率一定的情况下,增加电极数目,高能电子导致的横向漂移相对减弱,进而得到相对均匀的H?束;但电子的相对利用率越低,导致H?体积产生效率较低.电极越靠近过滤磁区,高能电子导致的横向漂移相对增强,H?体积产生效率较低.改变电极数量,H?体积产生效率和空间均匀性不可兼得,电极远离磁过滤区,可实现双赢.     

Three-dimensional PIC/MCC simulation of electron deposition in JAEA 10 A ion sources

A systematic research on the electron deposition process in the JAEA 10 A ion source is carried out by using a particle-in-cell/Monte Carlo collision simulation, which is based on a full three-dimensional self-developed code. Two parts are studied. One is the space and energy distribution of fast and slow electrons, the other is the vibration excitation collisions between electrons and hydrogen moleculars. The results show that the inhomogeneity of electrons comes from the Y direction drift of the fast electrons(Te 25 eV) due to the action of the magnetic fields. This drift also increases the number of vibration excitation collisions in the-Y direction, and results in the increase of Hain the-Y direction,eventually leading to the-Y drift of H-. It explains the spatial non-uniformity in the JAEA 10 A ion source.     

基于信息理论的γ能谱辨识新方法（英文）

提出了一种基于相对熵的放射源γ能谱识别方法。首先,利用主成分分析(PCA)算法压缩数据,构造γ射线能谱的特征空间。然后,采用随机化技术(RT)来使特征空间中γ射线能谱的特征值归一化,这样,γ射线能谱的特征空间可以看作是概率空间。最后,定义两个概率空间的相对熵来测量两个γ射线能谱的相对差异。大量实验表明,所提方法能够更加有效地辨识γ射线能谱,不仅计算量小,而且对诸如统计浮动、谱峰偏移、底噪等因素具有很高的鲁棒性。     

JAEA 10A多峰源放电中电极布局模拟

采用自主研发的全三维PIC/MCC软件对JAEA 10A多峰负氢离子源进行系统仿真,分析了电极布局对H^-体积产生效率的影响。模拟结果显示：放电功率一定的情况下,增加电极数目,高能电子导致的横向漂移相对减弱,进而得到相对均匀的H^-束;但电子的相对利用率越低,导致H^-体积产生效率较低。电极越靠近过滤磁区,高能电子导致的横向漂移相对增强,H^-体积产生效率较低。改变电极数量,H^-体积产生效率和空间均匀性不可兼得,电极远离磁过滤区,可实现双赢。     

均匀电荷密度下的磁绝缘理论研究

在平行板磁绝缘传输线中均匀电荷密度下,分别对压力平衡下的修正层流模型和非压力平衡和非层流模型进行了求解,比较了两种理论模型下的结果。分析表明：相对于非层流模型而言,层流模型因未考虑径向速度,其电荷密度偏低,阳极电场、阳极磁场及阳极电流都偏大。此外,粒子模拟结果显示非层流模型具有更高的精度。最后,对压力平衡条件、均匀电荷密度下的层流以及非层流模型,从平行板理论推广到一般构型。