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Simulación de la formación de un haz iónico mediante extracción a partir de un plasma magnéticamente confinado

Resumen

Se simula la formación de un haz ¡iónico extraído a partir de un plasma de resonancia ciclotrónicaelectrónica (RCE) en confinación magnética. La primera etapa del trabajo consiste en calcular elcampo electrostático formado por un sistema de extracción compuesto por tres electrodos consimetría cilíndrica hueca y su respectiva cavidad apantalladora. Para ello se desarrolla un algoritmoen diferencias finitas que resuelve la ecuación de Laplace en el volumen de propagación de losiones extraídos y permite estudiar la dependencia de la geometría del campo electrostático enrelación con la configuración del sistema de extracción. La segunda etapa consiste en calcular loscampos eléctrico y magnético producidos por los propios ¡ones extraídos mediante la solución de laecuación de Poisson utilizando la técnica de la transformada rápida de Fourier (TRF), teniendocomo base un esquema de aproximación de orden superior con identidad de expansión (EAOSIE).Finalmente, se desarrolla un algoritmo basado en el esquema de Boris para calcular lastrayectorias de las partículas cargadas con el objeto de simular el movimiento de un haz de ¡onesen el campo formado por los electrodos y por el propio haz. Basándose en los resultadosobtenidos, se inicia la búsqueda de un sistema optimizado de extracción de ¡iones a partir de unafuente de ¡ones RCE de 14 GHz. Configuraciones preliminares del sistema de extracción sonobtenidas y mostradas.