核能科学与发电技术学报

使用透镜系统对低能离子束进行加速和减速的离子束模拟

阿卜杜拉赫曼

使用透镜系统对低能离子束进行加速和减速的离子束模拟

研究了静电透镜系统的特性，以期应用于离子束源。使用 SIMION 模拟器追踪射线，该模拟器可以真实地描述空间电荷效应。使用 SIMION 计算机程序设计了透镜系统。一束直径为 10 毫米、能量为 6 keV 的平行单带电氮离子束在进入加速/减速透镜系统之前，距离为 150 毫米。使用 SIMION 计算机程序获得的模拟数据优化了透镜系统，该程序用于计算包含和不包含空间电荷的离子轨迹。为了设计这个透镜系统，我们研究了具有不同参数的两电极和三电极透镜系统。研究了下游 200 毫米处的单带电氮离子轨迹的束流发射率与减速透镜系统间隙宽度的关系。研究了减速电极上的减速电压对四个电极电压不同时对束流发射率的影响，间隙宽度分别为 3、5、10、15 和 21 毫米。通过改变和优化透镜系统每个电极上的电压，将减速透镜系统用作加速透镜系统。计算了透镜系统出口处 60 毫米处的束流发射率和束流直径。以下计算是在有和没有空间电荷的情况下进行的。