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.
В данной работе приводятся расчет движения ионного пучка в ионно-оптической системе (ИОС) миниатюрного линейного ускорителя (МЛУ). Результаты моделирования используются для оценки распыления электродов и напыления их материала на высоковольтный изолятор ИОС. Приведены оценки скорости напыления, преимущественной области запыления изолятора и их сравнение с экспериментальными данными.
An experimental apparatus and the research results of the discharge characteristics of a demountable Penning ion source are described. This apparatus is designed for both fundamental reflective-discharge investigations and the optimization of particular ion-source designs. The use of annular and grid anodes made it possible to visualize the discharge burning region and their structure depending on the pressure, the voltage, and the source geometry. Setting a hot cathode in the cathode unit allows the investigation of the nonself-sustained type of discharge and optimization of the ion-optical system. Replaceable cold cathodes (made of different materials) and a composed magnetic system significantly extend the possibilities of optimizing the ion-source constructions.