НИЗКОЧАСТОТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИОННОГО ПОТОКА СО СВЕРХПРЕДЕЛЬНЫМ РЕЛЯТИВИСТСКИМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ

June 28, 2012 by admin Комментировать »

Балакирев В. А., Онищенко И. Н., Онищенко Н. И. ННЦХФТИ, ул. Академическая 1, Харьков, 61108, Украина Тел. 0572-356623, e-mail: onish@kipt.kharkov.ua

Аннотация исследована низкочастотная релаксация виртуального катода сильноточного релятивистского электронного пучка при нелинейном взаимодействии с потоками ионов. Рассмотрены различные сценарии НЧ релаксации виртуального катода.

I.  Введение

Низкочастотное (НЧ) взаимодействие ионов с сильноточными релятивистскими электронными пучками (СРЭП) большой длительности (порядка мкс и более) играет важную роль в динамике пучков и явно проявляется в целом ряде электронных устройств и установок на базе СРЭП. Отметим среди них микроволновые генераторы микросекундного диапазона длительности, в частности, виркаторы [1], пассотроны [2] и установки по коллективному ускорению ионов квазистатическими электрическими полями ВК [1], который формируется в камере дрейфа при превышении тока РЭП предельного вакуумного тока. Целью настоящего сообщения является выяснение физической картины эволюции ВК при взаимодействии с ним потока ионов. ВК является сильнонелинейным многопотоковым образованием, поэтому детальное исследование его поведения при взаимодействии с ионными потоками возможно только с привлечением численных методов. Основные результаты выполненных исследований изложены в настоящем докладе.

II.    Физическая модель. Основные уравнения

Камера дрейфа представляет собой полубесконечную металлическую трубу с торцом в области инжекции сильноточного релятивистского электронного пучка. С торца камеры (z = 0) инжектируются два трубчатых пучка заряженных частиц: СРЭП и нерелятивистский ионный поток. Система помещена в однородное магнитное поле, направленное параллельно оси системы. Электроны СРЭП считаем замагниченными, а влиянием магнитного поля на движение ионов пренебрегаем. Такая ситуация, как правило, реализуется в экспериментальных условиях

[3]    . Ток электронного пучка превышает предельный вакуумный ток, так что в волноводе формируется электронный ВК. Инжектируемые ионы будут попадать в область электронного ВК и частично или полностью нейтрализовать поле пространственного заряда ВК.

Для теоретического описания нелинейной динамики взаимодействия ионного потока и электронного ВК использован следующий подход. Введем бесконечно тонкие кольцевые макрочастицы как для электронов, так и для ионов. Законы движения кольцевых макрочастиц описываются зависимостью продольной координаты

Здесь Н0 напряженность внешнего магнитного поля, Н =С/г, С произвольная постоянная.

‘           с<р                     ‘                                                     ■

Вторые слагаемые в выражениях (3) обусловлены аксиальными и азимутальными токами, наведенными на поверхностях внутренней и внешней стенках ККД. Эти слагаемые определяются из условия сохранения магнитного потока соответствующих компонент магнитного поля [2]. В результате получаем

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты