电荷交换单元可以改变离子束的电荷，使其可用于融合反应器，颗粒加速器和半导体制造设备。但是，改善这些设备的设计可能会很耗时，因为许多因素（例如输入梁的能量，细胞几何形状和中性数密度）会影响其性能，并且必须进行测试。尽管这些分析通常是由模拟专家完成的，但它们可以通过构建模拟应用程序来使其他人访问的设备的设计……
用电荷交换单元更改离子光束的电荷
电荷交换单元可以将带电或负电荷的离子光束转换为中性束。如何充电交换单元作品是离子光束进入真空腔，在那里它通过稀燃气。当离子与气体相互作用时，一定的部分进行了电荷交换，而光束的能量或方向几乎没有损失。中性束在其原始路径上继续，而其余离子（未进行电荷交换的离子）通过电动板偏转。
仿真显示了电荷交换单元中带电的板如何使经历电荷交换反应的离子继续前进，但偏转没有电荷的离子。
由于它们在离子之间交换电荷的能力，这些细胞用于在加速器等设备中产生中性光束（例如，例如，同步性），这有助于医学研究。另外，它们可用于离子植入过程，包括表面饰面（例如人造关节）；钢韧性（例如，钻头）；和半导体制造（例如，金属 - 氧化物 - 氧化型野外晶体管或MOSFET）。在这些应用中需要中性光束，因为它不会在目标表面积聚大量的电荷。
为了提高效率，重要的是优化各种方面，例如：
- 使用的气体类型（氩气，氙等）
- 气体的数量密度
- 腔室的形状和大小
- 带电板的偏置电压的大小
这就是模拟的地方，因为它使工程师能够在不进行原型的费用的情况下优化这些参数。通常，测试不同的设计属于像您这样的模拟专家，但这会减少您必须从事其他创新项目的时间。另外，所有这些测试都可以在整体开发过程中创建瓶颈，因为只有许多人可以进行分析。
一个更有效的选择是创建模拟应用程序。该应用程序可以包括模型的所有物理，同时显示易于使用的界面，仅具有您决定展示的功能。通过部署此类应用程序，您可以使不是模拟专家的团队成员分析和优化电荷交换单元格设计；例如，计算其效率，所得光束的路径等等。在这里，我们看一个使用该示例的示例comsolMultiphysics®软件和附加分子流块模块和粒子跟踪模块。
注意：尽管此博客文章没有介绍基础模型的详细信息，但您可以在通过电荷交换单元教程中和质子束中和。
用应用简化电荷交换单元的设计
电荷交换电池模拟器模拟电荷交换单元，将高能正束转换为中性束。为了使用户在各种情况下测试不同的设计变得简单，演示应用程序包含三个标签，其中包含用于单元格的关键部分的参数：
- 真空参数
- 真空室的尺寸
- 在这种情况下，流速进入燃气电池，其中包含氩气
- 泵速
- 梁参数
- 输入光束的三丝参数和发射
- 离子总数
- 离子最可能的动能
- 挠度参数
- 带电板的尺寸及其之间的潜在差异
有了各种可用的参数，请记住是否已更改参数可能很困难。因此，包括有用的状态卡，以使用户知道几何和解决方案的状态。当更改几何参数时，将会显示一条消息，提示用户单击更新/显示几何形状按钮，确保用户正在查看正确的几何形状。此外，当更改任何参数时，单独的消息将表明自上一个解决方案的计算以来，输入数据已更改，并且用户将无法查看解决方案或创建报告。这些措施有助于确保用户具有匹配的输入和相关解决方案。
该应用程序包括许多其他用于控制模拟的选项。例如，单击高级设置按钮，用户可以增加时间步骤的数量以提高结果的准确性，这在高气压和频繁碰撞时特别有用。他们还可以指定模拟可以包含的中和粒子和氩离子的量。另外，类似于图形窗口，如果没有足够的粒子进行模拟，则会自动出现警告消息。
电荷交换单元格模拟器还为用户选择了如何格式化模拟结果的生成报告；即，在HTML或Microsoft®Word中。还有一个按钮，可以简单地创建报告，该报告详细介绍了模型设置，输入参数的值以及仿真结果。
演示应用程序的结果
根据需要调整应用程序设置后，用户可以单击计算按钮可视化电荷交换单元的各个方面，包括：
- 真空室壁上的气压和含有氩气的内部电池
- 沿梁路径的气体的数量密度
- 板周围的电势分布
- 偏转离子和中性束的路径
该应用程序还计算了设计的效率。它的性能如何取决于中和的离子的百分比，这可以在数值结果应用程序的部分以及生成的报告中。此外，该报告将详细介绍模拟中的所有反应类型以及每种反应类型，从而进一步了解交换反应的产品。乐动体育app无法登录
借助这样的应用程序，任何人都可以轻松测试，然后优化电荷交换单元的性能，从而增强总体设计过程。
自己尝试
要获取电荷交换单元格模拟器，请单击下面的按钮以访问应用程序库。然后，您可以下载演示应用程序，并查看其随附的文档。
微软是美国和/或其他国家的Microsoft Corporation的注册商标。
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