开关技术是直线型变压器驱动器(LTD)的核心技术之一,在聚变裂变混合能源堆中,LTD驱动器需使用数十万个开关同步运行,并且开关放电寿命达到百万次量级。本文面向百万次级重频长寿命LTD开关研究需求,结合预电离开关和低气压辉光放电开关两类器件固有的低触发需求和长寿命特性,开展外离子源注入低压气体开关的基础放电性能数值模拟研究,探索新型开关的理论参数设计空间。利用Geant4程序建立计算模型,计算了不同放电间隙距离下的出射电子增益和不同电场强度下的气体电离系数。研究了入射电子能量、工作气体种类、工作气体压强对气体放电特性的影响:在开关间隙5cm,电场强度60kV/cm的条件下,当入射电子能量为1keV可获得峰值电子增益;电子增益系数随气体压强增加而迅速增加,增长率高于指数增长。研究了在点源和面源条件下出射电子的位置分布。分析了注入粒子为电子和质子时,实现自持放电的阂值条件。当注入粒子为电子时,计算出射电子的时间、空间、能量分布,得到临界注入电子数密度不应低于2×105/cm2。当外粒子源为质子源时,得到自持放电所需临界注入质子数密度不小于1×105/cm2。