РАВНОВЕСИЕ СИЛЬНОТОЧНОГО РЕЛЯТИВИСТСКОГО ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА В КОАКСИАЛЬНОЙ КАМЕРЕ ДРЕЙФА

July 31, 2012 by admin Комментировать »

Балакирев В. А., Ткач Ю. В., Яценко Т. Ю. ИЭМИ, пр. Правды, 5, Харьков-22, 61022, а/я 4580, Украина тел./факс: 057-2-435952, e-mail: tatyana@iemr.vl.net.ua

Подстановка полученных выражений для электрического и магнитного полей в соотношение баланса сил (1) дает уравнение, позволяющее определить равновесные параметры СРЭП. При a —> 0 это уравнение переходит в полученное ранее для цилиндрической камеры дрейфа [2].

Будем предполагать, что азимутальная скорость

намного меньше продольной v □ vz. В этом случае

можно пренебречь собственным продольным магнитным полем СРЭП по сравнению с внешним магнитным полем. Пусть распределение продольной

скорости однородно по сечению СРЭП vz(r)=v0.

Тогда уравнение баланса сил (1) в терминах угловой

скорости a>v=vv(r)lr принимает вид

где

Анализ выражения (9) оказывает, что в случае быстрого вращения пучка (знак «+» в (9)) внутренняя граница пучка вращается быстрее внешней . Для медленного вращения пучка

(знак «-» в (9) границы пучка вращаются в противоположных направлениях .

В предельном случае пучка низкой плотности 1 быстрое вращение происходит с циклотронной частотой. Медленное вращение является результатом дрейфа электронов в скрещенных внешнем магнитном поле и радиальном поле пространственного заряда пучка.

III.  Заключение

В работе исследовано состояние равновесия трубчатого СРЭП в ККД, помещенной во внешнее магнитное поле. Показано, что условие равновесия СРЭП в ККД является менее жестким, чем в цилиндрической. Для существования равновесного состояния СРЭП в ККД требуются более слабые магнитные поля. Для модели кусочно-однородного СРЭП получены и исследованы явные выражения для угловых скоростей вращения СРЭП.

[1]    Дэвидсон Р. Теория заряженной плазмы М.: Мир. 1978.-215 с.

[2]    Миллер Р. Введение в физику сильноточных пучков заряженных частиц М.: Мир. 1984. 432 с.

[3]    Лоусон Дж. Физика пучков заряженных частиц М.: Мир.1980.-439 с.

[4]    Сотников Г. В., Яценко Т. Ю. Предельный ток нескомпенсированного электронного пучка, транспортируемого в коаксиальной камере дрейфа // ЖТФ. Т.72, N 5. С.22-25 (2002).

EQUILIBRIUM OF HIGH-CURRENT RELATIVISTIC ELECTRON BEAMS IN A COAXIAL DRIFT CHAMBER

Balakirev V. A., Tkach Yu. V., Yatsenko T. Yu. Institute for Electromagnetic Research Kharkov, Ukraine, 61022 phone +380 (572) 435952 e-mail: tatyana@iemr. vi.net. ua

Abstract A condition for the equilibrium of a tubular highcurrent relativistic electron beam propagating in a coaxial drift chamber located in an external magnetic field has been formulated and investigated.

I.  Introduction

The equilibrium state of high-current relativistic electron beams (REBs) propagating in cylindrical metal drift chambers located in external magnetic field has been well studied [1-3]. In this paper the equilibrium of high-current REBs in a coaxial drift chamber (CDC) is studied. Interest in this problem is largely determined by possible applications of CDCs and slow-wave coaxial structures in modern microwave amplifiers and oscillators based on tubular high-current REBs. In CDCs the vacuum limit current considerably increases, which offers greater microwave radiation power.

II.  Main part

The drift chamber comprises a pair of coaxial metal tubes placed in a homogeneous external magnetic field. The tubular high-current REB propagates in the space between the tubes. The equilibrium condition is defined by a balance of forces for the high-current REB. On the one hand, there are defocusing centripetal and coulomb repulsive forces for which a surface charge induced on the drift chamber is taken into account. On the other hand, one has confirming forces acting from the side of the external magnetic field and the self-consistent, magnetic field of the high-current REB, for which the surface currents induced on the drift chamber are also considered. Using this general equilibrium condition we obtain and study angular velocities of the tubular high-current REB. The condition for the equilibrium state is the reality of angular velocities. For CDCs the condition for the equilibrium state of tubular REBs is less restrictive than for cylindrical drift chambers. Less strong external magnetic fields are required to attain the equilibrium state in CDCs. For a piecewise-homogeneous model of high-current REBs explicit expressions for angular rotation velocities of REBs have been investigated.

III.  Conclusions

This paper investigates the equilibrium state of high-current REBs in a CDC located in an external magnetic field. We have obtained and studied criteria for the emergence of the equilibrium state.

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