Кинетическое моделирование устройства ЭУП с целью прогнозирования количества образующихся ионов

Аннотации

Аннотация

Устройство электростатического удержания плазмы (ЭУП) часто называют портативным источником нейтронов, и его можно использовать в качестве исследовательского реактора из-за его простой конструкции и низкой стоимости. Это устройство включает в себя два электрода и питающий стержень. С помощью источника питания на электроды подается напряжение с использованием питающего стержня, соединенного с внутренним электродом. В мире проведено  множество экспериментальных исследований и численного моделирования этого устройства. В этой работе устройство ЭУП кинетически моделируется с использованием метода частиц в ячейках (PIC). Это моделирование было выполнено  при постоянном напряжении −25 кВ и давлении в диапазоне от 1 · 10⁻² до 1 · 10⁻⁴ Торр. Согласно полученным результатам количество ионов увеличивается с уменьшением давления. При 1 · 10⁻² Торр число ионов равно 1,03 · 10¹¹, тогда как при 1 · 10⁻⁴ Торр это значение увеличивается до 9,35 · 10¹². Рост числа ионов показывает, что среднее свободное расстояние увеличивается с уменьшением давления, а вероятность столкновения ионов с нейтральными атомами уменьшается.