该论文主要是基于粒子模拟对新型紧凑型聚变装置(Compact Fusion Reactor,CFR)约束性能进行了研究,紧凑型聚变装置是由洛克马丁公司提出的具有会切磁镜混杂磁场位型的新型装置。我们首先建立了紧凑型聚变装置以及级联磁镜装置的背景磁场模型,观察到与级联磁镜不同的地方在紧凑型聚变装置的芯部产生了磁势阱的结构。通过对其内部单个粒子的运动观察可知由于零磁场空间存在,将紧凑型聚变装置的磁场分为绝热区与非绝热区,在非绝色区域内粒子进行随机散射,与绝热区粒子沿磁力线运动不同,由于非绝热区的存在减少了进入损失锥的粒子与第一壁碰撞损失的可能性。考虑到中性束粒子注入装置中心即磁阱内部,运用单粒子模型从芯部引入大量带电粒子进行计算,一段时间后将其粒子损失率与同尺寸级联磁镜的损失率进行了对比,发现紧凑型聚变装置的损失率低于级联磁镜的损失率,其混合位型综合利用了会切位型和磁镜位型的优势,得到了比级联磁镜更好的约束性能。因此,紧凑型聚变装置的会切磁镜混合位形设计可为聚变装置的改进提供思路。同时,在单粒子模型推动粒子阶段,我们运用了三种算法,即具有蛙跳格式的时间中心差分法、四阶龙格库塔算法(fourth-order Runge-Kutta Algorithm)以及Boris算法,经过计算模拟发现龙格库塔四阶算法在长时间计算下能量会发生衰减,时间越长失真越严重,尤其是在CFR这类磁场梯度变化大的能量耗散比均匀磁场中更加严重,然而仅具有二阶精度的中心差分法与Boris算法在长时间计算中能量的误差都被限定在一个很小的范围内,从模拟上验证了中心差分法和Boris算法能量守恒。