Speaker
Description
Основной методической сложностью при проектировании ЭЦР-источников является корректное моделирование динамики низкоэнергетических сильноточных пучков. В условиях малых кинетических энергий частиц доминирующее влияние на физику процессов оказывает поле пространственного заряда пучка. Для решения этой самосогласованной задачи эффективным подходом являются различные модификации метода «трубок тока», реализованные в программных пакетах CST Particle Studio, IBSimu и «СУМА» [1-3].
В работе исследована динамика ионного пучка в трехэлектродной системе экстракции ЭЦР-источника с использованием трех пакетов моделирования. Комбинированный подход позволил учесть преимущества каждого пакета: параметрическая оптимизация системы в CST и гибкий подход к моделированию в IBSimu и "СУМА".
Моделирование в CST Particle Studio позволило определить оптимальную геометрию экстракционной системы и значения потенциалов на электродах. Эти параметры были использованы в качестве начальных условий для последующего моделирования в пакетах IBSimu и "СУМА". Полученные в этих программах данные о динамике пучка позволили скорректировать граничные условия на плазменной границе в CST Particle Studio, что привело к уточнению значений потенциалов и геометрии системы. Согласование результатов, полученных во всех трёх программах, повышает достоверность проведённых расчётов. В результате получен обширный массив данных, включающий характеристики пучка для различных конфигураций источника.
Дополнительно исследовано поведение пучка при отклонении от оптимизированных параметров, что позволяет моделировать реальные условия эксплуатации ионного источника.
- CST Studio Suite: https://www.3ds.com/products/simulia/cst-studio-suite
- IBSimu: https://ibsimu.sourceforge.net
- Ращиков В.И. Расчет электромагнитных полей в структурах сложной геометрии. В кн.: Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-физические исследования. Вып. 10 (18). — М.: 1990
