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研究了矩形永磁体的理论计算方法，深入剖析了 PIC-MCC 处理算法，在粒子模拟软件平台下研制了全三维PIC-MCC模拟算法，并采用该算法数值研究了J-PARC多峰离子源放电特性，分析了J-PARC离子源电子能量沉积过程和体积产生机制，讨论了该离子源在光学特性和设计思路上的优势。结果显示：该离子源能产生空间均匀的负氢离子离子束，且体积负氢离子产生效率较高。