磁绝缘线振荡器内气体碰撞电离数值模拟

• 作者: 周前红 周海京 孙会芳 杨温渊 董志伟 董烨 陈军
• 来源期刊: 强激光与粒子束
• 学科: 工学
• 关键词: 高功率微波 蒙特卡罗碰撞 粒子模拟程序 磁绝缘线振荡器 脉冲缩短
• 年，卷（期）: 2012,（3）
• 所属期刊栏目: 高功率微波
• 页码范围: 732-738
• 分类号: TN814|O411.3
• 字数: 4044字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/HPLPB20122403.0732

摘要

针对气体碰撞电离过程,介绍了蒙特卡罗碰撞(MMC)的处理方法,利用MMC方法编写了气体碰撞电离模块,将其移植到3维全电磁粒子模拟程序NEPTUNE之中,模拟了充有He气的磁绝缘线振荡器(MILO).模拟结果表明:当He气密度较低时,电离的正离子由于较重无法自由移动,形成了正离子通道,可以有效中和电子束空间电荷场,有利于电子束传输和群聚,提高了束波互作用效率,微波输出功率得到了明显提高,起振时间也有所缩短；当进一步增加He气密度时,电离碰撞增强,电子和离子数目会雪崩式增长,电子束由于碰撞增强而导致能散度增大,其负效应已经远大于中和空间电荷场的正效应,反而不利于电子束的群聚和共振,从而导致输出微波功率降低乃至截断,起振时间缩短是由于其在非雪崩阶段的正效应积累所致,但是随着负效应的增强起振功率不能得以维持,二极管最终将闭合.另外,还模拟了MILO填充空气、水蒸气及二氧化碳等多原子、多组分气体的碰撞电离物理过程.模拟结果显示,同压强情况下,填充空气、水蒸气及二氧化碳的脉冲缩短现象要比填充He气等较低原子序数气体的情况严重得多.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周海京		120	495	10.0	14.0
2	董烨		49	210	9.0	10.0
3	董志伟		111	478	10.0	12.0
4	杨温渊		41	204	9.0	11.0
5	陈军		30	124	6.0	9.0
6	孙会芳		31	124	7.0	9.0
7	周前红		25	83	5.0	7.0