| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第10-11页 |
| 1.2 研究现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 离子源简介 | 第11-12页 |
| 1.2.2 潘宁离子源研究现状 | 第12-14页 |
| 1.2.2.1 潘宁离子源 | 第12-13页 |
| 1.2.2.2 负氢离子潘宁源 | 第13-14页 |
| 1.2.3 离子引出实验现状 | 第14-15页 |
| 1.3 主要研究内容及研究意义 | 第15-16页 |
| 第二章 潘宁离子源物理模型 | 第16-35页 |
| 2.1 等离子体的描述方式 | 第16-19页 |
| 2.1.1 等离子体的特征参量 | 第16-18页 |
| 2.1.1.1 等离子体的特征长度 | 第16-17页 |
| 2.1.1.2 等离子体振荡频率 | 第17-18页 |
| 2.1.1.3 等离子体特征时间 | 第18页 |
| 2.1.2 等离子体的参数 | 第18-19页 |
| 2.1.2.1 等离子体耦合参数 | 第18-19页 |
| 2.1.2.2 等离子体参数 | 第19页 |
| 2.1.2.3 弛豫时间 | 第19页 |
| 2.2 负氢潘宁离子源中的物理过程 | 第19-30页 |
| 2.2.1 电荷的产生 | 第20-22页 |
| 2.2.2 电荷的增殖与消亡 | 第22-26页 |
| 2.2.2.1 碰撞与电离的物理原理 | 第22-23页 |
| 2.2.2.2 电子碰撞引起的反应 | 第23-24页 |
| 2.2.2.3 重粒子的碰撞 | 第24页 |
| 2.2.2.4 粒子与固体物质的碰撞 | 第24-25页 |
| 2.2.2.5 气体的击穿 | 第25-26页 |
| 2.2.3 电荷的约束 | 第26-30页 |
| 2.2.3.1 电磁场作用力 | 第26-29页 |
| 2.2.3.2 扩散 | 第29-30页 |
| 2.3 离子源内各参数的数量级估计 | 第30-32页 |
| 2.3.1 数量级估计 | 第30-32页 |
| 2.3.2 参数的数量级比较及其物理含义 | 第32页 |
| 2.4 磁流体动力理论 | 第32-35页 |
| 第三章 基于磁流体模型的负氢离子潘宁源建模仿真 | 第35-54页 |
| 3.1 模型的选择及主要工作内容 | 第35-36页 |
| 3.2 COMSOL Multiphysics 5.1简介 | 第36页 |
| 3.3 模型基本假设 | 第36-42页 |
| 3.3.1 磁流体方程组 | 第36-40页 |
| 3.3.1.1 电子的连续性方程 | 第37页 |
| 3.3.1.2 电子的能量守恒方程 | 第37-38页 |
| 3.3.1.3 电子的动量守恒方程 | 第38页 |
| 3.3.1.4 状态方程 | 第38页 |
| 3.3.1.5 电子在电磁场中的扩散漂移 | 第38-40页 |
| 3.3.2 几何模型 | 第40页 |
| 3.3.3 模型边界条件 | 第40-42页 |
| 3.4 模拟结果与分析 | 第42-52页 |
| 3.4.1 阳极筒表面的参数分布与分析 | 第42-46页 |
| 3.4.1.1 Ar~+,Ar激发态粒子的数密度分布 | 第43页 |
| 3.4.1.2 电子的非弹性碰撞功率损耗 | 第43-44页 |
| 3.4.1.3 阳极筒表面电流分布 | 第44页 |
| 3.4.1.4 阳极筒表面电子数、电子温度分布情况 | 第44-45页 |
| 3.4.1.5 分析与小结 | 第45-46页 |
| 3.4.2 阴极表面的参数分布与分析 | 第46-49页 |
| 3.4.2.1 阴极表面的Ar~+离子参数 | 第46-48页 |
| 3.4.2.2 阴极表面的电子参数 | 第48-49页 |
| 3.4.2.3 小结 | 第49页 |
| 3.4.3 离子源轴向上的参数分布与分析 | 第49-52页 |
| 3.4.3.1 轴线上的电势分布 | 第49页 |
| 3.4.3.2 电子温度分布与分析 | 第49-50页 |
| 3.4.3.3 电子、Ar~+离子分布 | 第50页 |
| 3.4.3.4 非弹性碰撞功率损耗 | 第50-51页 |
| 3.4.3.5 对于离子产率的讨论与小结 | 第51-52页 |
| 3.5 小结与展望 | 第52-54页 |
| 3.5.1 小结 | 第52页 |
| 3.5.2 展望 | 第52-54页 |
| 第四章 负氢离子源的实验研究 | 第54-77页 |
| 4.1 实验台介绍 | 第54-65页 |
| 4.1.1 11MeV小回旋加速器离子引出系统简介 | 第54-55页 |
| 4.1.2 实验平台及工作环境介绍 | 第55-65页 |
| 4.1.2.1 实验台简介 | 第55-57页 |
| 4.1.2.2 真空系统 | 第57-65页 |
| 4.1.3 小结 | 第65页 |
| 4.2 离子源实验 | 第65-76页 |
| 4.2.1 引出系统设计 | 第65-69页 |
| 4.2.1.1 引出极结构设计 | 第66-67页 |
| 4.2.1.2 引出系统的性能以及其限制因素 | 第67-69页 |
| 4.2.1.3 设计结论 | 第69页 |
| 4.2.2 离子源阻抗变化实验 | 第69-76页 |
| 4.2.2.1 实验数据与实验现象 | 第69-70页 |
| 4.2.2.2 数据分析 | 第70-75页 |
| 4.2.2.3 结论 | 第75-76页 |
| 4.3 本章小结 | 第76-77页 |
| 第五章 总结与展望 | 第77-79页 |
| 5.1 总结 | 第77-78页 |
| 5.2 展望 | 第78-79页 |
| 致谢 | 第79-80页 |
| 参考文献 | 第80-84页 |
| 附录 | 第84页 |
