Экспериментальное исследование и сквозное моделирование миниатюрного линейного ускорителя

Аннотация

В данной работе проведено экспериментальное исследование миниатюрного линейного ускорителя (МЛУ) с пеннинговским ионным источником. Определены рабочие характеристики МЛУ – измерены амплитудно-временные характеристики токовых вспышек (разрядного и вытягиваемого токов). Получены зависимости нейтронного потока и вытягиваемого токов от тока разряда при различных ускоряющих напряжениях. Также в работе рассматривается сквозное моделирование МЛУ методом PIC (Particle-In-Cell) и MCC (Monte-Carlo Calculation), реализованном в программном пакете Tech-X VSim 9.0. Отдельно происходит моделирование горения газового разряда в источнике Пеннинга и выход его на квазистационарный режим. После чего расчет движения заряженных частиц в ионно-оптической системе (ИОС) МЛУ с учетом кинетических процессов, распыление элементов МЛУ, расчет нагревания мишени и термодессорбции ионов водорода под воздействием ионного облучения. Конечным итогом моделирования является получение зависимости выхода нейтронов от времени и нейтронного потока от тока на мишень, а также валидация с экспериментальными данными.