イオンビームの拡がりのモデリング
| パッケージ | OmniTrak |
| 入力ファイル | BeamExpandOmni.DST, BeamExpandOmni.MIN, BeamExpandOmni.HIN, BeamExpandOmni.OIN ダウンロード BeamExpandOmni.zip |
| 説明 | 本例では、空間電荷力によって真空中でイオンビームが拡がる様子をモデル化しています。作用する力がビーム自身の自己無撞着な分布のみによって生じるため、コードの精度を評価する上で非常に敏感なテストとなります。入力ビームは、半径2.0 mm、エネルギー80 keV、電流20.0 mAのHe²⁺イオンからなる平行ビームです。本例では、GenDistを用いた所定のビーム分布の生成方法と、良好な収束を得るためのOmniTrakパラメータの選択を示しています。 |
| 結果 |
上図は、GenDistで表示された出口ビーム分布の特性を示しています。f(x,y)プロットは整然とした拡がりを示し、最終的なエンベロープ半径は R = 13.9 mm となります。位相空間プロット f(x, x’) は、最終的なエンベロープ角が R’ = 0.09 ラジアン（= 5.16度）であることを示しています。参考文献 Charged Particle Beams（第5.4節）では、一様電流密度ビームの拡がり理論が解説されています。モデルパラメータは、Chi = 13.9 / 2.0 = 6.95、F(Chi) = 6.39、イオン速度 vi = 1.96×10⁶ m/s、ビーム電流 Ib = 20.0×10⁻³ A です。一般化パービアンスは |
| コメント | テキスト Charged Particle Beams は https://www.fieldp.com/cpb.html からダウンロード可能です。また、例題 「イオンビームの拡がりのモデリング（2D）」では、同様の計算をTrakを用いた2次元モデルで示しています。 |
