Влияние длины коаксиальной камеры дрейфа на предельный ток замагниченного релятивистского пучка заряженных частиц
В приближении сильного магнитного поля рассчитан предельный ток замагниченного релятивистского осесимметричного пучка заряженных частиц в коаксиальной камере дрейфа конечной длины. Проведен сравнительный анализ полученных результатов с аналитическими оценками и численным моделированием предельного т...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/108909 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние длины коаксиальной камеры дрейфа на предельный ток замагниченного релятивистского пучка заряженных частиц / Т.Ю. Яценко, Г.В. Сотников, К. Ильенко // Вопросы атомной науки и техники. — 2012. — № 4. — С. 138-142. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859759359664324608 |
|---|---|
| author | Яценко, Т.Ю. Сотников, Г.В. Ильенко, К. |
| author_facet | Яценко, Т.Ю. Сотников, Г.В. Ильенко, К. |
| citation_txt | Влияние длины коаксиальной камеры дрейфа на предельный ток замагниченного релятивистского пучка заряженных частиц / Т.Ю. Яценко, Г.В. Сотников, К. Ильенко // Вопросы атомной науки и техники. — 2012. — № 4. — С. 138-142. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | В приближении сильного магнитного поля рассчитан предельный ток замагниченного релятивистского осесимметричного пучка заряженных частиц в коаксиальной камере дрейфа конечной длины. Проведен сравнительный анализ полученных результатов с аналитическими оценками и численным моделированием предельного тока в камере дрейфа бесконечной длины.
In the strong magnetic field approximation, we calculate the space-charge limited current of axisymmetric relativistic charged-particle beam in a coaxial drift tube of finite length. The comparative analysis of the received results with analytical estimates and numerical simulations of space-charge limited current in the drift tube of infinite length is provided.
В наближенні сильного магнітного поля знайдено граничний струм замагніченого релятивістського вісіметричного пучка заряджених частинок у коаксіальній камері дрейфу скінченої довжини. Проведено порівняльний аналіз отриманих результатів з аналітичними оцінками та чисельним моделюванням граничного струму у камері дрейфу нескінченої довжини.
|
| first_indexed | 2025-12-02T02:11:45Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №4(80) 138
УДК 533.9
ВЛИЯНИЕ ДЛИНЫ КОАКСИАЛЬНОЙ КАМЕРЫ ДРЕЙФА
НА ПРЕДЕЛЬНЫЙ ТОК ЗАМАГНИЧЕННОГО РЕЛЯТИВИСТСКОГО
ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
Т.Ю. Яценко1, Г.В. Сотников2, К. Ильенко1
1Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины,
Харьков, Украина;
2Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт»,
Харьков, Украина
E-mail: t.dream@gmx.net
В приближении сильного магнитного поля рассчитан предельный ток замагниченного релятивистского
осесимметричного пучка заряженных частиц в коаксиальной камере дрейфа конечной длины. Проведен
сравнительный анализ полученных результатов с аналитическими оценками и численным моделированием
предельного тока в камере дрейфа бесконечной длины.
ВВЕДЕНИЕ
Со времени основополагающей работы Богдан-
кевича и Рухадзе [1] изучению предельных токов
пучков заряженных частиц в неограниченных в про-
дольном направлении камерах дрейфа круговой
геометрии посвящено большое количество работ [2-
23]. Гораздо в меньшей степени исследованы пре-
дельные токи пучков заряженных частиц в камерах
дрейфа конечной длины как в цилиндрической
[18, 24], так и в коаксиальной геометриях [25].
В работе Стефенса и Ордонеза [25] предложена
следующая оценка сверху предельного тока IUB за-
магниченного трубчатого пучка заряженных частиц
в коаксиальной камере дрейфа конечной длины, не
имеющего начальной поперечной компоненты ско-
рости ( 00 =⊥υ ):
.)1(
4
2/33/2
00
22
0 −Λ
−
=≤ γio
UB
rrII
Здесь 0Λ – минимальное собственное число не-
которой линейной задачи на собственные значения,
которая строится на основании нелинейной гранич-
ной задачи (1)-(7), сформулированной в следующем
разделе; 2/122
00 )/1( −−= cυγ – релятивистский фак-
тор пучка на влете в камеру дрейфа ( 0υ – постоян-
ная по сечению скорость пучка на влете в камеру
дрейфа, c – скорость света в вакууме); or и ir – ра-
диусы внешней и внутренней границ замагниченно-
го пучка. Отметим, что подобного типа оценка для
предельного тока пучка заряженных частиц, полно-
стью заполняющего односвязную камеру дрейфа
произвольной формы, была впервые предложена в
работе Воронина, Лебедева и Зозули [24]. Несмотря
на универсальность подобного подхода (возмож-
ность его применения к камере дрейфа произволь-
ной геометрии), этот метод имеет ряд существенных
недостатков. Во-первых, он существенно завышает
оценку предельного тока, так как слабо учитывает
нелинейность уравнения (1). Во-вторых, позволяет
получить аналитическую оценку предельного тока
только в простейших случаях (например, бесконеч-
ная камера дрейфа с тонким пучком или полностью
заполненная камера дрейфа), в более сложных слу-
чаях этот метод сводится к получению громоздкого
дисперсионного уравнения, которое в дальнейшем
необходимо решать численно. Кроме того следует
отметить, что такой подход было бы сложно приме-
нить при наличии диэлектрика и/или потенциала,
приложенного к внутреннему проводнику коакси-
альной камеры дрейфа.
Поэтому в данной работе, после постановки за-
дачи в разделе I, в разделе II проводится численный
расчет распределения скалярного потенциала и пре-
дельного тока в коаксиальной камере дрейфа конеч-
ной длины в широких пределах отношений длина-
радиус. Полученные результаты обсуждаются в За-
ключении.
1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
В приближении сильного магнитного поля будем
рассматривать осесимметричный трубчатый пучок
заряженных частиц (замагниченный пучок), распро-
страняющийся в коаксиальных ограниченных (ко-
нечной длины) и неограниченных камерах дрейфа.
Двумерное распределение потенциала такого
пучка в конечной коаксиальной камере дрейфа опи-
сывается уравнением Пуассона для скалярного по-
тенциала, так как в этом случае можно пренебречь
как ларморовским вращением заряженных частиц
пучка (считая, что они движутся вдоль силовых ли-
ний сильного магнитного поля), так и собственным
магнитным полем пучка (определяемым векторным
потенциалом):
⎩
⎨
⎧
≤≤<≤
<≤
×
−
−=
∂
∂
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
∂
∂
.,,0
,
)(
41
21
0
22
||
2
2
rrrrrr
rrrI
rrczr
r
rr
oi
oi
ioβ
πϕϕ
(1)
Здесь 1r , 2r – внутренний и внешний радиусы
камеры дрейфа; ir , or – внутренний и внешний ра-
диусы пучка (Рис.1); ||β – продольная безразмерная
скорость пучка заряженных частиц; I0– ток инжек-
ции (для электронов I0 <0); 2/12
0
2
000|| )1( −
⊥+= βγγγ –
безразмерная продольная кинетическая энергия
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №4(80) 139
пучка на влете в камеру дрейфа; c/00 ⊥⊥ =υβ , q и
qm – заряд и масса частиц соответственно.
1/22
2
0
|| 02 2
||0
1 .
q
q
m c
γ φβ γ
γ
−⎛ ⎞⎡ ⎤
⎜ ⎟= − −⎢ ⎥
⎜ ⎟⎢ ⎥⎣ ⎦⎝ ⎠
(2)
Рис.1. Геометрия задачи. 1r , 2r , ir , or – внутренний
и внешний радиусы камеры дрейфа, внутренний
и внешний радиусы пучка соответственно; extr –
радиальное положение, на котором достигается
экстремум распределения скалярного потенциала
в середине ограниченной камеры дрейфа
(сечение 2/Lz = ); L – длина камеры дрейфа
К нелинейному (в силу (2)) уравнению (1) необ-
ходимо добавить граничные условия:
,0),(,0),( 21 == zrzr ϕϕ (3)
( ,0) 0, ( , ) 0r r Lϕ ϕ= = (4)
(L – длина камеры дрейфа); условия непрерывности
скалярного потенциала и его первой производной на
внутренней и внешней границах пучка:
),0(),0(),0(),0( +=−+=− ooii rzrrzr ϕϕϕϕ (5)
,),(),(
00 +− ∂
∂
=
∂
∂
ii rr r
zr
r
zr ϕϕ (6)
.),(),(
00 +− ∂
∂
=
∂
∂
oo rr r
zr
r
zr ϕϕ (7)
2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Нелинейное уравнение (1) с граничными усло-
виями (3), (4) и условиями непрерывности (5)-(7)
будем решать численно методом итераций по нели-
нейной правой части. На каждом итерационном ша-
ге полученное разностное уравнение решается ме-
тодом матричной прогонки. В численном моделиро-
вании предельным током, )t(coax
limI , пучка заряжен-
ных частиц в камере дрейфа конечной длины есте-
ственно называть такое значение тока инжекции I0,
при котором еще существует решение ),( zrϕ урав-
нения (1). Данное определение наиболее полно учи-
тывает как нелинейный характер уравнения (1), так
и эффекты, связанные с ограниченностью камеры
дрейфа (зависимость ϕ не только от r , но и от z ).
На Рис.2 представлены двумерные распределе-
ния безразмерного скалярного потенциала
)/(),(),( 2cmzrqzrf qϕ= , создаваемого пучком
электронов ( || eq −= и eq mm = – заряд и масса покоя
электрона соответственно) в ограниченной коакси-
альной камере дрейфа при различных значениях
тока инжекции I0. ),( zrf растет с ростом || 0I , что,
при некотором значении )( )t(coax
limI тока инжекции, и
приведет к остановке заряженных частиц в камере
дрейфа.
Рис.2. Безразмерный скалярный потенциал
)/(),(),( 2cmzrqzrf qϕ= , создаваемый пучком
электронов ( || eq −= , eq mm = ), в ограниченной
коаксиальной камере дрейфа ( 1r = 1 см, 2r = 10 см;
ir = 6,8 см, or = 8,4 см; длина ограниченной камеры
дрейфа 2L 2r= ; ||0 0γ γ= = 2( 0 0β⊥ = )):
1 – | |0I 13= кА; 2 – | |0I 25= кА; 3 – | | ,0I 30 5= кА;
4 – область пучка электронов; extr – радиальное
положение, на котором достигается экстремум
распределения скалярного потенциала в середине
(сечение 2/Lz = ) ограниченной камеры дрейфа
На Рис.3 приведены результаты численного рас-
чета поперечных распределений безразмерных ска-
лярного потенциала )2/,( Lzrf = и продольной
скорости )2/,(|| Lzr =υ пучка электронов в плоско-
сти 2/Lz = , а также продольных распределений в
плоскости extrr = ( extrr = – радиальное положение,
на котором достигается экстремум распределения
скалярного потенциала ),( zrϕ в камере дрейфа)
нормированной скорости czrr /),( ext|| =υ и усред-
ненной по поперечному сечению пучка нормиро-
ванной скорости cz /)(||υ для различных значений
тока инжекции 0I . С ростом || 0I во всех попереч-
ных сечениях камеры дрейфа происходит уменьше-
ние продольной скорости пучка электронов ),(|| zrυ ,
проявляющееся как, в среднем, для
∫−
=
o
i
r
rio
rdrzr
rr
z ,),(2)( ||22|| υυ (8)
так и в наибольшей мере в “экстремальном” сечении
extrr = .
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №4(80) 140
Рис.3. Безразмерный скалярный потенциал
)/(),(),( 2cmzrqzrf qϕ= (сплошные кривые) и нор-
мированная продольная скорость )2/,(|| Lzr =υ
(штриховые кривые) пучка электронов ( || eq −= ,
eq mm = ) в сечении 2/Lz = в зависимости от нор-
мированной поперечной координаты 2/ rr (a).
Нормированная продольная скорость пучка
czrr /),( ext|| =υ в сечении extrr = (сплошные кривые)
и усредненная по поперечному сечению пучка нор-
мированная продольная скорость cz /)(||υ (штри-
ховые кривые) в зависимости от нормированной
продольной координаты 2/ rz ( 1r 5= см, 2r 10= см,
,ir 6 6= см, ,or 8 4= см; длина ограниченной камеры
дрейфа 2L 2r= ; 0 ||0γ γ= = 2 ( 0 0β⊥ = )) (б)
На Рис.4 приведены результаты численного рас-
чета пространственных распределений безразмерно-
го скалярного потенциала в сечениях 2/Lz =
(Рис.4,a) и extrr = (Рис.4,б) при токе инжекции
13|| 0 =I кА и различной длине ограниченной каме-
ры дрейфа L . Уменьшение максимального значения
безразмерного скалярного потенциала
)2/,( extext Lzrrff === (см. Рис.4) с уменьшением
отношения 2/ rL при фиксированном 2r свидетель-
ствует о возможности прохождения бóльших токов
в коротких камерах дрейфа.
Штриховая кривая на Рис.4,а соответствует ана-
литическому выражению для распределения потен-
циала в поперечном сечении неограниченной каме-
ры дрейфа (ф-лы (3)-(5) работы [23] с 0|||| υυ = ; (чер-
ная) кривая 1 нелинейный численный расчет для
неограниченной камеры дрейфа [23].
Рис.4. Безразмерный скалярный потенциал
)/(),(),( 2cmzrqzrf qϕ= пучка электронов || eq −= ,
eq mm = в сечении 2/Lz = в зависимости
от нормированной поперечной координаты
2/ rr для различных длин ограниченной камеры
дрейфа L (штриховая кривая и кривая 1 – анали-
тическое выражение и нелинейный
численный расчет для неограниченной камеры
дрейфа соответственно) (а). Безразмерный
скалярный потенциал ),( ext zrrf = в сечении extrr =
в зависимости от нормированной продольной
координаты 2/ rz для различных длин ограниченной
камеры дрейфа L и экстремальное значение
безразмерного скалярного потенциала extf (черная
кривая 1) в зависимости от нормированной длины
2/ rL камеры дрейфа ( 1r 5= см, 2r 10= см, ,ir 6 6= см,
,or 8 4= см; | |0I 13= кА; 0 ||0γ γ= = 2 ( 0 0β⊥ = )) (б)
На Рис.4,б при фиксированных значениях радиу-
сов внутреннего и внешнего коаксиалов также по-
строена (правая и верхняя оси) зависимость extf от
длины камеры L (черная кривая 1).
Отметим, что при 22rL ≥ (и фиксированных 1r и
2r ) extf практически не зависит от L . На Рис.5 по-
казаны результаты расчетов предельного тока пучка
электронов, нормированного на альфвеновский
( | | 17,05AI ≈ кА), в зависимости от внешнего радиу-
са 2r коаксиала (при фиксированных 1r , ir и or )
для различных длин камеры дрейфа L . Штриховая
и штрихпунктирная (черные) кривые – аналитиче-
ская оценка coax
limI [23] и нелинейный численный
расчет )t(coax
limI [23] соответственно, для неограни-
aa
б б
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №4(80) 141
ченной в продольном направлении камеры. Отме-
тим, что предельный ток, рассчитанный для неогра-
ниченной камеры дрейфа при заданном значении
2r , как аналитически, так и численно меньше соот-
ветствующего значения, полученного в численных
расчетах, для ограниченной камеры дрейфа при лю-
бой длине L (различие тем больше, чем меньше
отношение 2/ rL ).
Рис.5. Нормированный предельный ток AII /coax
lim
пучка электронов в зависимости от внешнего
радиуса коаксиала 2r для различных длин ограничен-
ной камеры дрейфа L ( 1r 5= см; 2r 10= см;
,ir 6 6= см; ,or 8 4= см; 0 ||0γ γ= = 2 ( 0 0β⊥ = )).
Штриховая и штрихпунктирная (черные) кривые –
аналитическая оценка AII /coax
lim [23] и нелинейный
численный расчет AII /)t(coax
lim [23] соответственно
для неограниченной в продольном направлении ка-
меры; кривые 1-6 – нелинейный численный расчет
AII /coax(t)
lim нормированного предельного тока
в ограниченной камере дрейфа: 1 – L 100= см;
2 – L 40= см; 3 – L 20= см; 4 – L 15= см;
5 – L 10= см; 6 – ,L 7 5= см
Результаты, представленные на Рис.5, также под-
тверждают справедливость использования при
23...4L r≥ аналитических выражений, полученных
для неограниченной камеры дрейфа [23], и дающих
оценки предельного тока в камерах дрейфа конеч-
ной длины (сравните с [18]).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе численного моделирования сформу-
лировано определение предельного тока )t(coax
limI
замагниченного пучка заряженных частиц, приме-
нимое и для конечных (в направлении распростра-
нения пучка) камер дрейфа. Показано, что коакси-
альные камеры дрейфа конечной длины позволяют
транспортировать бóльшие токи, чем неограничен-
ные в продольном направлении структуры. С увели-
чением длины предельные токи уменьшаются и, как
показывают численные расчеты, уже при длине
23...4L r≥ для оценки предельного тока в камерах
дрейфа конечной длины можно пользоваться анали-
тическими выражениями [23], полученными для
неограниченной камеры (сравните с [18]).
Работа частично поддержана (К. Ильенко) гран-
том Государственного фонда фундаментальных ис-
следований Украины №Ф41/124-2011 в соответст-
вии с «Договором о сотрудничестве между ГФФИ и
Фондом фундаментальных исследований Республи-
ки Беларусь».
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Л.С. Богданкевич, А.А. Рухадзе. Устойчивость
релятивистских электронных пучков в плазме и
проблема критических токов // УФН. 1971, т.103,
№4, с.609-640.
2. W.C. Baedke. Limiting current enhancements for a
relativistic electron beam propagating through coax-
ial cylinders // Phys. Plasmas. 2009, v.16, №9,
p.093116-1–093116-5.
3. W.C. Baedke. Investigation via numerical simula-
tion of limiting currents in the presence of dielectric
loads // Phys. Plasmas. 2009, v.16, №4, 043104-1–
043104-5.
4. S. Liu, X. Yuan, D. Liu, Y. Yan, Y. Zhang, H. Li,
R. Zhong. The coaxial gyrotron with two electron
beams. II. Dual frequency operation // Phys. Plas-
mas. 2007, v.14, №10, p.103114-1–103114-6.
5. Е.Д. Донец, Е.Е. Донец, Е.М. Сыресин,
А.Е. Дубинов, И.В. Макаров, С.А. Садовой,
С.А. Сайков, В.П. Тараканов. Нелинейная дина-
мика продольных структур в электронном облаке
коаксиального электронно-струнного ионного
источника // ЖТФ. 2011, т.81, в.5, с.103-110.
6. А.И. Павловский и др. Линейные индукционные
ускорители для СВЧ-генераторов // 7-й семинар
«Релятивистская высокочастотная электрони-
ка». Материалы конф. (Томск, 25-27 ноября
1991, Томск). Нижний Новгород, ИПФ РАН,
1992, с.81-103.
7. R.A. Correa, J.J. Barroso. Space charge effects of
gyrotron electron beams in coaxial cavities // Int. J.
Electronics. 1993, v.74, №1, p.131-136.
8. H.P. Freund. Nonlinear theory of slow-wave ubi-
trons/free electron lasers // Nucl. Instr. Meth. Phys.
Res. A 1991, v.304, №1-3, p.555-558.
9. А.С. Шлапаковский. Сверхширокополостное
усиление в диэлектрическом черенковском мазе-
ре коаксиальной конфигурации // ЖТФ. 1997,
т.67, №5, с.566-76.
10. A. Hirata, Y. Yuse, T. Shiozava. Nonlinear charac-
teristics of a cylindrical Cherenkov laser at millime-
ter wavelengths // J. Appl. Phys. 2002, v.91, №12,
p.9471-9474.
11. A.J. Balkcum, D.B. McDermott, R.M. Phillips,
N.C. Luhmann. High-power coaxial ubitron oscilla-
tor: theory and design // IEEE Trans. Plasma Sci.
1998, v.26, №3, p.548-555.
12. I.V. Konoplev, A.W. Cross, A.D.R. Phelps, W. He,
K. Roland, C.G. Whyte, C.W. Robertson,
P. MacInnes, N.S. Ginzburg, N.Yu. Peskov,
A.S. Sergeev, V.Yu. Zaslavsky, M. Thumm. Ex-
perimental and theoretical studies of a coaxial free-
electron maser based on two-dimensional distributed
feedback // Phys. Rev. E. 2007, v.76, p.056406-1–
056406-12.
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2012. №4(80) 142
13. T.A. Spencer, C.E. Davis, K.J. Hendricks, F.J. Agee,
R.M. Gilgenbach.Results from gyrotron backward
wave oscillator experiments utilizing a high-current
high-voltage annular electron beam // IEEE Trans.
Plasma Sci. 1996, v.24, №3, p.630-635.
14. С.В. Колосов, А.А. Кураев, А.А. Лавренов. Тео-
рия и расчет гиро-ЛБВ на нерегулярном коакси-
альном волноводе // Доклады БГУИР. 2005,
№3(11), с.87-93.
15. D.A. Hammer, N. Rostoker. Propagation of High
current relativistic electron beams // Phys. Fluids.
1970, v.13, №7, p.1831-1850.
16. M. Reiser. Laminar-flow equilibria and limiting cur-
rents in magnetically focused relativistic beams //
Phys. Fluids. 1977, v.20, №3, p.477-486.
17. H.S. Uhm. A theory of space-charge limiting current
for a relativistic electron beam // Phys. Fluids B.
1993, v.5, №6, p.1919-1921.
18. R.B. Miller, D.C. Straw. Propagation of an unneu-
tralized intense relativistic electron beam in a mag-
netic field // J. App. Phys. 1977, v.48, №3, p.1061-
1069.
19. L.E. Thode, B.B. Godfrey, W.R. Shanahan. Vacuum
propagation of solid relativistic electron beams //
Phys. Fluids. 1979, v.22, №4, p.747-763.
20. P.G. O'Shea, D. Welsh, W.W. Destler, C.D. Striffler.
Intense relativistic electron beam propogation in
evacuated drift tube // J. Appl. Phys. 1984, v.55,
№11, p.3934-3939.
21. T.C. Genoni, W.A. Proctor. Upper bound for the
space-charge limiting current of annular electron
beams // J. Plasma Phys. 1980, v.23, №1, p.129-
139.
22. T. Yatsenko, G.V. Sotnikov, K. Ilyenko. Control of
limiting currents of two charged-particle beams in
coaxial drift tube // Proceedings of 21-st Interna-
tional Crimean Conference “Microwave & Tele-
communication Technology” 12-16 September Se-
bastopol, Ukraine, 2011. p.279-280.
23. Г.В. Сотников, Т.Ю. Яценко. Предельный ток
нескомпенсированного электронного пучка,
транспортируемого в коаксиальной камере
дрейфа // ЖТФ. 2002, т.72, №5, с.22-25.
24. В.С. Воронин, Ю.Т. Зозуля, А.Н. Лебедев. Само-
согласованные стационарные состояния потока
релятивистских электронов// ЖТФ. 1972, т.42,
№3, с.546-553.
25. K.F. Stephens, C.A. Ordonez. Upper bound for the
space-charge limited current of relativistic electron
beams in finite-length coaxial drift tubes // Phys.
Plasmas. 2000, v.7, №7, p.3108-3111.
Статья поступила в редакцию 14.03.2012 г.
LENGTH EFFECT OF COAXIAL DRIFT TUBE ON THE SPACE-CHARGE LIMITED CURRENT OF
RELATIVISTIC CHARGED-PARTICLE BEAM IN THE STRONG MAGNETIC FIELD
Т.Yu. Yatsenko, G.V. Sotnikov, K. Ilyenko
In the strong magnetic field approximation, we calculate the space-charge limited current of axisymmetric
relativistic charged-particle beam in a coaxial drift tube of finite length. The comparative analysis of the received
results with analytical estimates and numerical simulations of space-charge limited current in the drift tube of
infinite length is provided.
ВПЛИВ ДОВЖИНИ КОАКСІАЛЬНОЇ КАМЕРИ ДРЕЙФА НА ГРАНИЧНИЙ СТРУМ
ЗАМАГНІЧЕНОГО РЕЛЯТИВІСТСЬКОГО ПУЧКА ЗАРЯДЖЕНИХ ЧАСТИНОК
Т.Ю. Яценко, Г.В. Сотніков, К. Ільєнко
В наближенні сильного магнітного поля знайдено граничний струм замагніченого релятивістського вісі-
метричного пучка заряджених частинок у коаксіальній камері дрейфу скінченої довжини. Проведено порів-
няльний аналіз отриманих результатів з аналітичними оцінками та чисельним моделюванням граничного
струму у камері дрейфу нескінченої довжини.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-108909 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T02:11:45Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Яценко, Т.Ю. Сотников, Г.В. Ильенко, К. 2016-11-17T16:36:06Z 2016-11-17T16:36:06Z 2012 Влияние длины коаксиальной камеры дрейфа на предельный ток замагниченного релятивистского пучка заряженных частиц / Т.Ю. Яценко, Г.В. Сотников, К. Ильенко // Вопросы атомной науки и техники. — 2012. — № 4. — С. 138-142. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/108909 533.9 В приближении сильного магнитного поля рассчитан предельный ток замагниченного релятивистского осесимметричного пучка заряженных частиц в коаксиальной камере дрейфа конечной длины. Проведен сравнительный анализ полученных результатов с аналитическими оценками и численным моделированием предельного тока в камере дрейфа бесконечной длины. In the strong magnetic field approximation, we calculate the space-charge limited current of axisymmetric relativistic charged-particle beam in a coaxial drift tube of finite length. The comparative analysis of the received results with analytical estimates and numerical simulations of space-charge limited current in the drift tube of infinite length is provided. В наближенні сильного магнітного поля знайдено граничний струм замагніченого релятивістського вісіметричного пучка заряджених частинок у коаксіальній камері дрейфу скінченої довжини. Проведено порівняльний аналіз отриманих результатів з аналітичними оцінками та чисельним моделюванням граничного струму у камері дрейфу нескінченої довжини. Работа частично поддержана (К. Ильенко) грантом Государственного фонда фундаментальных исследований Украины №Ф41/124-2011 в соответствии с «Договором о сотрудничестве между ГФФИ и Фондом фундаментальных исследований Республики Беларусь». ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Сильноточные импульсные ускорители Влияние длины коаксиальной камеры дрейфа на предельный ток замагниченного релятивистского пучка заряженных частиц Length effect of coaxial Drift tube on the space-charge limited current of relativistic charged-particle beam in the strong magnetic field Вплив довжини коаксіальної камери дрейфа на граничний струм замагніченого релятивістського пучка заряджених частинок Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние длины коаксиальной камеры дрейфа на предельный ток замагниченного релятивистского пучка заряженных частиц Яценко, Т.Ю. Сотников, Г.В. Ильенко, К. Сильноточные импульсные ускорители |
| title | Влияние длины коаксиальной камеры дрейфа на предельный ток замагниченного релятивистского пучка заряженных частиц |
| title_alt | Length effect of coaxial Drift tube on the space-charge limited current of relativistic charged-particle beam in the strong magnetic field Вплив довжини коаксіальної камери дрейфа на граничний струм замагніченого релятивістського пучка заряджених частинок |
| title_full | Влияние длины коаксиальной камеры дрейфа на предельный ток замагниченного релятивистского пучка заряженных частиц |
| title_fullStr | Влияние длины коаксиальной камеры дрейфа на предельный ток замагниченного релятивистского пучка заряженных частиц |
| title_full_unstemmed | Влияние длины коаксиальной камеры дрейфа на предельный ток замагниченного релятивистского пучка заряженных частиц |
| title_short | Влияние длины коаксиальной камеры дрейфа на предельный ток замагниченного релятивистского пучка заряженных частиц |
| title_sort | влияние длины коаксиальной камеры дрейфа на предельный ток замагниченного релятивистского пучка заряженных частиц |
| topic | Сильноточные импульсные ускорители |
| topic_facet | Сильноточные импульсные ускорители |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/108909 |
| work_keys_str_mv | AT âcenkotû vliâniedlinykoaksialʹnoikamerydreifanapredelʹnyitokzamagničennogorelâtivistskogopučkazarâžennyhčastic AT sotnikovgv vliâniedlinykoaksialʹnoikamerydreifanapredelʹnyitokzamagničennogorelâtivistskogopučkazarâžennyhčastic AT ilʹenkok vliâniedlinykoaksialʹnoikamerydreifanapredelʹnyitokzamagničennogorelâtivistskogopučkazarâžennyhčastic AT âcenkotû lengtheffectofcoaxialdrifttubeonthespacechargelimitedcurrentofrelativisticchargedparticlebeaminthestrongmagneticfield AT sotnikovgv lengtheffectofcoaxialdrifttubeonthespacechargelimitedcurrentofrelativisticchargedparticlebeaminthestrongmagneticfield AT ilʹenkok lengtheffectofcoaxialdrifttubeonthespacechargelimitedcurrentofrelativisticchargedparticlebeaminthestrongmagneticfield AT âcenkotû vplivdovžinikoaksíalʹnoíkameridreifanagraničniistrumzamagníčenogorelâtivístsʹkogopučkazarâdženihčastinok AT sotnikovgv vplivdovžinikoaksíalʹnoíkameridreifanagraničniistrumzamagníčenogorelâtivístsʹkogopučkazarâdženihčastinok AT ilʹenkok vplivdovžinikoaksíalʹnoíkameridreifanagraničniistrumzamagníčenogorelâtivístsʹkogopučkazarâdženihčastinok |