A primeira consideração no projeto de um gerador compacto de nêutrons é a definição do processo de produção de plasma seguido da definição da análise do estado físico desse plasma. As características do plasma e as reações nucleares de fusão envolvidas na operação do gerador, deutério-deutério ou deutério-trítio, bem como o sistema que determina as trajetórias das partículas e o alvo, são decisivos para estimar o rendimento de nêutrons do gerador. Dessa forma, a análise do comportamento do plasma sob condições estabelecidas se torna uma evidencia importante. Essa análise pode ser feita por modelos de simulação de plasma. A simulação de partículas de plasma, empregada desde a década de 1960, fornece uma descrição das características gerais do plasma. A física de plasma é determinada, na maioria dos casos, por equações simples, isto é, equações de movimento de elétrons, íons e átomos neutros incluindo o efeito das colisões e campos elétricos e magnéticos auto-consistentes. As simulações computacionais de plasma compreendem duas áreas gerais baseadas em cinética e análise fluidodinâmica. Enquanto a simulação em dinâmica de fluidos se procede por meio da resolução numérica de equações da magnetohidrodinâmica (MHD), assumindo coeficientes de transporte; a simulação cinética considera modelos mais detalhados de plasma, envolvendo interações das partículas com os campos eletromagnéticos. Esse artigo é focado na simulação e análise de um feixe de elétrons injetado dentro de um plasma estacionário e periódico. O modelo de cálculo empregado, para este propósito de simulação, é referente a um código unidimensional, baseado em simulação cinética, que simula plasmas periódicos ilustrando várias considerações fundamentais em simulação de plasma e se torna útil em simulações do sistema da optica de feixe para geradores de nêutrons. O objetivo principal desse estudo é explorar o código PIC revisando a teoria física e computacional necessária para construir a estrutura dos princípios elementares com intenção de introduzir conceitos da teoria física de plasma e da teoria computacional. Além disso, os fundamentos da análise de plasma para geradores de nêutrons serão declarados
The first issue on compact neutron generator design is the definition of the plasma generation process following the analysis of the physical plasma state. The plasma features and the nuclear reactions of fusion involved in the operation of the generator, deuterium-deuterium or deuterium-tritium, as well as the system which determines the trajectories of the particles and the target, are decisive to predict the neutron yield from the generator. Hence, the plasma behavior analysis under established conditions becomes an important evidence. This analysis may be done by means of plasma simulation models. Particle simulation of plasmas, employed since 1960s, provides a picture of the general plasma characteristics. Plasma physics is determined in most cases by simple equations, i.e. equations of motion of electrons, ions and neutrals atoms including the effect of collisions and self-consistent electric and magnetic fields. Computer simulation of plasmas comprises two general areas based on kinetic and fluid. While fluids simulation proceeds by solving numerically the magnetohydrodynamic (MHD) equations, assuming approximate transport coefficients, kinetic simulation considers more detailed models of plasma involving particle interactions through the electromagnetic fields. This article is focused on the simulation and analysis of injected beam into a steady state and periodic plasma. The applied calculation model, for this simulation purpose, is referring to an electrostatic one dimension code, based on kinetic simulation, which simulates periodic plasmas illustrating various fundamental considerations of plasma simulation and make it useful in simulations of the beam optic system for neutron generators. The main goal of this research is explore the PIC code reviewing the computational and physics theory necessary to build the structure of the elementary principles intending to introduce concepts of plasma physics and the computational theory. Moreover, foundations of plasma analysis for neutron generators will be stated