We use the two-dimensional analysis code KUAD2 to simulate trajectories in an Inertial Electrostatic Confinement (IEC) device driven by a ring-shaped magnetron ion source (RS-MIS). This aims to maximize the path length λCX for ion-gas charge exchange by operating at just units of mPa D2 gas pressures; however, under these conditions simulations reveal a surprisingly small path length for ion loss to the (Mo) cathode grid λgrid ∼ 30 cm ≪ λCX. By developing an ad hoc model relating the time variation of cathode temperature and absorbed D2 surface density, we use the simulated flux Γgrid of ions striking the cathode grid to obtain the neutron production rate (NPR) arising from 'beam-grid' reactions. Results indicate that at units of mPa pressures, beam-grid NPR may dominate over the 'beam-gas' and 'beam-beam reactions,' providing a qualitative explanation for earlier experimental observations of time-varying NPR-dependence on cathode grid current and gas pressure.
我々は、リング状マグネトロンイオン源（RS-MIS）によって駆動される慣性静電閉じ込め（IEC）装置内の軌道をシミュレートするために、二次元解析コードKUAD2を使用する。これは、mPaオーダーのD₂ガス圧で動作させることにより、イオン-ガス電荷交換のための経路長λCXを最大化することを目的とする。しかしながら、これらの条件下では、シミュレーションにより、(Mo)グリッドへのイオン損失の経路長λgrid ∼ 30 cmがλCXよりもはるかに小さいという驚くべき結果が明らかになる。陰極温度と吸着D₂表面密度の時間変化に関連するアドホックモデルを開発することにより、イオンが陰極グリッドに衝突するフラックスΓgridのシミュレーション結果を用いて、「ビーム-グリッド」反応から生じる中性子生成率（NPR）を求める。結果は、mPaオーダーの圧力では、ビーム-グリッドNPRが「ビーム-ガス」および「ビーム-ビーム」反応よりも支配的になる可能性があることを示しており、陰極グリッド電流とガス圧に対するNPRの時間依存性に関するこれまでの実験的観測に対する定性的な説明を提供する。