伴生中子管用潘宁离子源

磁控0.03–0.05 T

面向伴生中子管控用的紧凑型潘宁离子源，通过全局模型量化了放电功率、磁场与气压对等离子体参数的耦合影响，为中子管稳定运行提供关键调控依据。

Longjian, Ye · Dong, Pan · Li, Jie · 张冬冬 · 陈宇航 · Hu, Zhijie

Qiangjiguang Yu Lizishu/High Power Laser and Particle Beams 2024

参数信息

工作磁场范围

0.03–0.05 T

工作气压范围

(0.2–2)×10⁻² Pa

电子温度上限

10 eV

电子密度

10¹⁰ cm⁻³

技术优势

小型低功耗

潘宁离子源结构简单、尺寸小、功耗低，适合集成到伴生中子管中。

参数窗口明确

磁场需控制在0.03–0.05 T、气压(0.2–2)×10⁻² Pa内，超出范围电子密度下降，为稳定运行提供直接调控依据。

机理模型支撑

建立的碰撞电离全局模型可分析工作参数对电子温度、密度的影响，减少试错成本。

应用场景

• 中子管：作为中子管的内置离子源，提供稳定的氘离子束用于中子产生。
• 离子源：用于产生氢等离子体，提供电离和引出离子束的核心功能。
• 等离子体诊断：通过CCD相机和光谱分析诊断等离子体分布、电子密度和温度，验证模型。