激光烧灼离子源束流光学模拟

白世伟1
1北京大学 物理学院
Published in 2020

几十年来,国际上大型放射性加速器核束装置得到快速发展,使得产生滴线区不稳定原子核成为可能。作为加速器装置最为重要的组成部分之一,离子源为放射性核束的产生提供了第一驱动力。世界上比较主流的离子源主要分为表面离子源,等离子体离子源,ECR离子源等,我们在此基础上,在国内首先发展了激光烧灼离子源,其基本原理是用一束532nm的脉冲激光轰击靶材,靶材原子中的核外电子被电离之后形成带电离子,在电场作用下从靶材中提取出来,然后经过一系列提取电极,加速电极,聚焦电极,修正电极之后传输到束流线终端。在这一过程中,离子源内部束流光学的模拟显得尤为重要,直接关系到加速器束流传输的效率,离子能量的展宽等。因此,我们利用COMSOL多物理场仿真软件中的AC/DC模块,粒子追踪模块对我们自行设计的离子源进行束流光学模拟。通过调制离子源内部各个电极上的负载电压并利用COMSOL自定义的电场梯度计算方法,得到了聚焦特性,传输特性,单能特性较为理想的束流径迹,为后续的实验室调束提供了数据参考。

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