Магнитная фокусировка интенсивных релятивистских пучков заряженных частиц тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.20 ВАК РФ

Дубас, Леонид Григорьевич АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ
2007 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.20 КОД ВАК РФ
Автореферат по физике на тему «Магнитная фокусировка интенсивных релятивистских пучков заряженных частиц»
 
Автореферат диссертации на тему "Магнитная фокусировка интенсивных релятивистских пучков заряженных частиц"

На правах рукописи

Дубае Леонид Григорьевич

Магнитная фокусировка интенсивных релятивистских пучков заряженных частиц

01.04.20 - физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Автор

□ОЭ1В1711

Москва 2007

Работа выполнена в Государственном Научном Центре Российской Федерации «Институт Теоретической и Экспериментальной Физики»

Научный руководитель

доктор физ -мат наук, Зенкевич Павел Романович

Официальные оппоненты

доктор физ -мат наук, Горев Владимир Васильевич,

, доктор технических наук, Кленов Геннадий Иванович.

Ведущая организация Институт ядерной физики им Г И БудкераСОРАН

Защита состоится "12" ноября 2007г в 14 30 на заседании диссертационного совета Д 212.130.01 в Московском инженерно-физическом институте , (государственный университет) по адресу 115409, Москва, Каширское шоссе, д 31

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ Автореферат разослан " 10 " октября 2007г

Ученый секретарь диссертационного совета

И С Щедрин

ВВЕДЕНИЕ

Физика интенсивных релятивистских потоков и пучков заряженных частиц относится к наиболее передовым областям научных исследований Среди различных направлений научных исследований в области импульсной сильноточной физики выделяется техника импульсных интенсивных релятивистских потоков и пучков заряженных частиц с высокой яркостью при ограниченной величине удельной мощности [1]

В процессе развития мощной импульсной техники менялись требования к пучкам заряженных частиц и соответствующим генерирующим и ускоряющим устройствам К настоящему времени достигнут определенный прогресс в области наносекундной импульсной сильноточной электроники, где благодаря использованию катодов с взрывной эмиссией удается получать релятивистский электронный пучок с электрическим током мегаамперного диапазона Множество различных физических явлений, наблюдаемых при воздействии импульсного сильноточного электронного пучка на вещество, может быть увеличено, если использовать практический опыт коммутации электрических токов равных или больше десятка килоампер посредством импульсного электронного коммутатора электрического тока, использующего множество ускоряющих устройств с сильноточными релятивистскими электронными пучками

Возникшие во второй половине 20 века задачи создания управляемого инерциального ядерного синтеза, а также задачи зажигания термоядерного микровзрыва сформировали новую область физики и техники - Импульсная Мощность В настоящее время широкое применение в направлении получения импульсной мощности находят включатели и выключатели электрического тока, которые выполняют

функции обострителя фронта импульса мощности и согласующего устройства нагрузки и источника энергии [2-5] при экспериментальных исследованиях получения импульсов нейтронной генерации, рентгеновского и у - излучений

Определенный интерес для физики интенсивных релятивистских пучков заряженных частиц представляет исследование различных решений с высокой яркостью при ограниченной величине удельной мощности в некотором фокусирующем канале [6-13] Отметим также различные решения для интенсивных релятивистских пучков заряженных частиц в фокусирующем канале, с целью получения квазинейтрального пучка с высокой удельной мощностью [14], которые представляют интерес для прикладной физики интенсивных релятивистских пучков заряженных частиц

Целью настоящей работы является исследование задачи расчета ускорительного устройства для инжекции заряженных частиц в магнитный фокусирующий тракт транспортировки, заключающееся в самосогласованном решении уравнений движения потоков и пучков заряженных частиц и уравнений электромагнитного поля с заданными начальными и граничными условиями

Главная особенность в расчете этого ускорительного устройства заключается в необходимости учета влияния собственного магнитного и электрического поля при формировании и фокусировке потоков и пучков заряженных частиц

Для магнитной фокусировки интенсивных релятивистских электронных пучков следует подчеркнуть разные возможности, связанные как с концентрацией пучка электронов в кроссовере пучка, так и с возможностью дальнейшей транспортировки пучка без увеличения площади поперечного сечения Кроме того, разные возможности воз-

никают при использовании внешних магнитных полей или при отсутствии их, когда при фокусировке используются только собственные магнитные поля Многократное рассеяние электронов пучка приводит к увеличению его эмитганса и, при наличии фокусировки, к увеличению поперечного размера и к уменьшению удельной мощности потока энергии на единицу площади поперечного сечения

В основание диссертации был положено современное состояние и развитие ускорительной техники для источников мощных потоков и пучков заряженных частиц с различными технологическими целями Исследование может быть проведено с целью выяснения возможности использования полученных результатов в создании электронного или ионного ускорителя для генераторов когерентного или некогерентного электромагнитного излучения

Научная новизна работы заключается 1) в получении точного решения для ультрарелятивистского потока заряженных частиц и 2) в статистическом обобщении микроканонического распределения для пучка заряженных частиц

Практическое значение работы заключается в том, что найденные решения могут быть использованы при расчетах и проектировании мощных устройств с целью генерации, ускорения и фокусировки интенсивных потоков и пучков заряженных частиц, применяемых в генераторной и ускорительной технике, например, они использовались при решении самосогласованной задачи о многократном рассеянии электронов на парах мишени

В соответствии с вышесказанными задачами в области физики мощных импульсных потоков и пучков заряженных частиц, теоретически решенными в диссертационной работе, на защиту выносятся следующие положения

1 Усовершенствована параксиальная модель релятивистского электронного потока, которая позволяет учесть слабое влияние собственного магнитного поля и инерциальных фокусирующих сил в линейном приближении Влияние указанных сил приводит к иной зависимости первеанса от релятивистского фактора в ультрарелятивистской асимптотике, которая пропорциональна обратной степенной зависимости ~ где у - релятивистский фактор

2 Усовершенствована микроканоническая модель пучка заряженных частиц посредством операции математической свертки с канонической моделью пучка заряженных частиц, с целью учета вириа-ла для дисперсии скоростей заряженных частиц, которая позволяет описать многократное рассеяние пучка заряженных частиц в линейном приближении

3 Решена самосогласованная задача многократного рассеяния электронного пучка на парах мишени, образуемых при нагреве поверхности мишени электронным пучком, с учетом собственного магнитного поля в параксиальном приближении

Структура диссертации состоит из вводной главы, главы, посвященной формированию релятивистского электронного потока, главы, посвященной фокусировке неламинарного электронного пучка, главы, посвященной выходному каскаду источника мощности для ускорителя ионов, и заключения Диссертация содержит 141 страницу машинописного текста, 20 рисунков и список использованных источников из 130 наименований

Содержание работы

В первой главе сформулированы основные вопросы, изучаемые в диссертации, и обоснована их необходимость

Во второй главе данной диссертации рассматривается параксиальная модель релятивистского электронного штока со слабым собственным магнитным полем Здесь отмечается существование параксиального улмрарелягивистского электронного потока с учетом собственного магнитного и электрического поля, ускоряемого во внешнем электрическом поле вдоль продольной оси

Рассмотрен вопрос о приближенном формировании релятивистского электронного потока В результате получено аналитическое выражение для релятивистского первеанса электронного потока в виде сходящегося ряда Выражение для релятивистского первеанса указывает на ограничение величины тока, извлекаемого из эмиттера электронов

Релятивистская поправка к величине первеанса соответствует квазистационарному приближению для расчета собственного магнитного поля Приведем основные формулы этой главы

/ Аи и2'

г = рту1& р = _ Т-Р_хз_х!_

и/

' + V 9

2 ^аг^р \+ф+рг 6 р

У, г

где число Эйлера,

Р - безразмерный релятивистский первеанс, Р - релятивистская поправка к первеансу, и, величины напряжения и тока, <7/, ^ - величины напряжения и тока, равные 511кВ и 1356 А, определяемые «напряжением покоя» электрона и волновым сопротивлением вакуума

При использовании конечного суммирования в формуле (1) относительная погрешность вычислений А определяется количеством используемых членов в исходном разложении в ряд [7]

Д2<3,1 10\Д3<1,1 10"2, Д4< 4,8 10"\Д5<2,7 10"3 (2)

В соответствии с этим примером параксиальное формирование релятивистского электронного потока во внешнем ускоряющем поле позволяет получать пучки с высокой яркостью

В данной диссертации рассматривается модель релятивистского электронного потока со слабым собственным магнитным полем, с учетом баланса фокусирующих сил [1,8], что означает существование однокомпонентного ультрарелятивистского параксиального электронного потока в собственном магнитном поле Пусть электроны потока движутся почти параллельно оси симметрии тракта ускорения и плотность тока примерно постоянна в поперечном сечении потока с конечным поперечным размером Для тракта ускорения есть приближение малого полного тока электронов или приближение малого поперечного размера электронного потока При ограничении снизу на величину энергии электронов, или ограничении сверху на величину тока электронов, или при ограничении свер-

ху на поперечный размер электронного потока существует приближенное параксиальное решение

Выпишем решение, которое является практически приемлемым для расчета распределения ускоряющего электрического напряжения и нормальной компоненты напряженности электрического поля вдоль боковой граничной линии в тракте дополнительного ускорения ультрарелятивистского цилиндрического аксиально-симметричного электронного потока

где г, г- продольная и поперечная координаты,

а - радиус боковой граничной линии цилиндрического аксиально-симметричного электронного потока,

плотность тока и полный ток электронов, у, Еп - релятивистский фактор и отношение нормальной компоненты напряженности электрического поля к «напряжению покоя» электрона 511кВ

Рассмотрим задачу формирования сплошного цилиндрического аксиально-симметричного потока в тракте ускорения в электрических и магнитных фокусирующих полях Решение внешней задачи для магнитного поля определяется электрическим током электронов в свободном пространстве Решение внешней задачи для электрического поля определяется электрическим зарядом электронов в про-

(3)

странстве, ограниченном эмиттером, коллектором и фокусирующими электродами Граничное условие на поверхности цилиндрической аксиально-симметричной оболочки определяется решением внутренней задачи для огибающей оболочки цилиндрического аксиально-симметричного электронного потока, определенного в формуле (3) Такой электронный ускоритель предназначен для инжекции плотного электронного потока в тракт транспортировки ультрарелятивистского электронного пучка

Фокусировка электронного потока собственным магнитным полем и компенсация пространственного заряда электронов встречным потоком ионов приводит к наклону эквипотенциальной поверхности анода в сторону катода

Для сильноточных пучков в многолучевой системе указанная величина первеанса может не соответствовать реальному режиму ускорения с ограничением тока пространственным зарядом электронов потока, однако в единичном модуле величина первеанса должна быть ограничена при использовании параксиального приближения

Определенное в формуле (3) предлагаемое решение задачи формирования для релятивистского аксиально-симметричного цилиндрического электронного потока в области тракта ускорения с учетом собственных электрических и магнитных полей в параксиальном приближении относится только к огибающей оболочке сплошного цилиндрического электронного потока Для решения задачи внутри потока можно дополнительно использовать метод моментов или численное моделирование методом трубок тока и крупных частиц

Эмпирическую зависимость от поперечной координаты для плотности тока, извлекаемого из плоского эмиттера электронов,

стартующих с нулевой скоростью, будем аппроксимировать формулой в виде следующего разложения в некоторый ряд

Л=Л+Хв*''">

(4)

где щ - коэффициенты разложения в ряд, которые определяются из результатов численного моделирования, полученных методом трубок тока,

Для приближенного расчета можно ограничиться первыми двумя членами в указанном разложении в ряд В частном случае сплошного аксиально-симметричного потока получаем следующее выражение

где г - поперечная радиальная координата, 2 а - диаметр пучка, J - ток электронного пучка Указанные коэффициенты определены из численного моделирования для формирования сплошного аксиально-симметричного цилиндрического электронного потока при ускоряющем напряжении 1000 кВ посредством использования метода трубок тока Величина тока ограничена значением характерного тока 1356 А, с точки зрения получения приемлемой аппроксимации рассматриваемой приближенной модели

]г. - плотность тока внутри электронного потока.

}о - плотность тока электронов, стартующих на эмиттере

Л=Л(г = 0), 0<г<а, <1,

Здесь следует отметить, что одинаковая амплитуда неравномерности поперечного профиля для распределения плотности тока в ленточном и аксиально-симметричном потоке определяется при различных величинах тока Величина полного тока может быть достаточно большой при использовании большого отношения поперечной ширины к толщине ленточного потока Поэтому ленточные потоки могут иметь большую величину тока

В соответствии с выражением (1) безразмерный первеанс определяется следующей формулой

Р = 1^> (6)

С точки зрения рассматриваемой приближенной модели, введенная величина безразмерного первеанса электронного потока позволяет ввести понятие интенсивного релятивистского пучка заряженных частиц

Неинтенсивному пучку заряженных частиц соответствует очень малая величина безразмерного первеанса

В данной диссертации рассматривается модель релятивистского электронного потока со слабым собственным магнитным полем с учетом баланса фокусирующих сил [1,8], что означает существование однокомпонентного ультрарелятивистского параксиального электронного потока в собственном магнитном поле При этом электроны потока движутся по примерно прямолинейным трубкам тока в тракте ускорения и плотность тока примерно постоянна в поперечном сечении потока с конечным поперечным размером

В третьей главе данной диссертации рассматривается параксиальная модель релятивистского пучка заряженных частиц с обобщенным микроканоническим распределением частиц в поперечном фазовом пространстве

Рассмотрим инжекцию потока заряженных частиц в тракт транспортировки В качестве эффективной системы транспортировки, например, может быть использована магнитная самофокусировка электронного пучка с компенсацией пространственного заряда При формировании электронного пучка с высокой удельной мощностью становится существенным эффект вириальной дисперсии скоростей частиц пучка

Причины, приводящие к вириальной дисперсии скоростей, носят двойственный характер Это, прежде всего начальный тепловой прогрев, связанный с существованием теплового разброса скоростей частиц стартующих с термоэмштера

При наличии отклонений от законов параксиальной корпускулярной оптики, возможно дополнительное перемешивание траекторий, даже если отсутствует начальная дисперсия скоростей Здесь целесообразно ввести поперечный вириал пучка, равный по определению удвоенной энергии поперечных бетатронных колебаний заряженных частиц

Если такое дополнительное перемешивание траекторий носит хаотический характер, то можно говорить о дополнительном дисперсионном перемешивании пучка Одним из таких источников дисперсионного перемешивания пучка является многократное упругое рассеяния заряженных частиц на молекулах разреженного газа

Для интенсивного пучка в приближении малых пульсаций и отсутствии рассеивающей среды при короткой транспортировке пучка

вдоль оси в некотором фокусирующем канале функция распределения частиц по поперечным координатам может быть микроканонической В этом случае микроканоническое распределение частиц в пучке представляет собой эллипсоид в фазовых поперечных координатах Тогда кинетическое уравнение для стационарного состояния пучка запишется в однородном виде без учета многократного рассеяния на молекулах разреженного газа Начальный вид микроканонического распределения должен соответствовать заданному распределению

Решение для задачи трансформации функции распределения частиц в фазовом пространстве вследствие многократных столкновений заряженных частиц с молекулами разреженного газа позволяет построить модель, необходимую для описания пучка с дисперсионным перемешиванием Здесь следует заметить, что если речь идет об ускорителе прямого действия, то основное увеличение эмиттанса пучка происходит не только за счет рассеяния на молекулах разреженного газа в вакуумированных каналах, а также вследствие аберрационных возмущений фокусировки электрическими и магнитными полями без учета многократного рассеяния

Рассмотренная модель диффузного микроканонического распределения не учитывает переходного процесса релаксации за исключением того случая, когда возмущения носят хаотический характер как, например, при многократных столкновениях заряженных частиц с молекулами разреженного газа, но позволяет описать конечную стадию эволюции этого переходного процесса В этом случае кинетическое уравнение для стационарного состояния пучка запишется в известном виде [14] с учетом многократного рассеяния на молекулах разреженного газа и с учетом фокусировки заряженных

частиц во внешнем поле Собственное поле здесь подключается с использованием итерационного процесса методом последовательных приближений

дг дг' " 'д& 2 ^ \дв' дв' У = /^^^{г^+^в^г^в, ц/ = -1п/(г,т,С),

дг 'дС, дСк кдщ' ( ?)

н

/0 = а06(Н0 -Ж), / = а, ехр(—у = щ / = /0-/, I ={*„£}, «г, = £•/' +о(\ф,

где Н0 , Н\ - эмитгансные фазовые интегралы поперечного движения частиц в электромагнитном поле пучка, нормированные на поперечный конфигурационный объем и массу частиц,

а0, а; - нормировочные множители фазового распределения, УУ, Т - поперечный вириал и дисперсионный вириал пучка, /о - функция микроканонического распределения, // - функция канонического распределения, /о - математическая свертка двух функций распределения Начальный вид функции распределения должен соответствовать заданному микроканоническому распределению Конечный вид функции распределения соответствует обобщенному микроканоническому распределению При этом обобщенное микроканоническое распределение представляет собой эллипсоидное кольцо с диффузными границами в фазовых поперечных координатах Результирующее распределение представляет собой свертку микроканонического

и канонического распределений Сумма средних величин и их кова-риаций соответственно для микроканонического и канонического распределения равна средней величине и ее ковариации для полного обобщенного микроканонического распределения

Выписанные выражения (7) приводят к уравнениям для двух огибающих фазового портрета электронного пучка, которые представляют собой общий подход в сравнении с расчетом уравнения для одной огибающей линии электронного пучка При использовании нескольких трубок тока, соответственно, необходимо использовать несколько пар уравнений для огибающих трубок тока Таким образом, начальное построение неламинарных моделей электронного пучка, транспортируемого в рассеивающей среде, связано с нахождением решений для однородного кинетического уравнения без учета столкновений Последующий учет столкновений приведет к уточнению неравновесной модели электронного пучка В частном случае вышеуказанной модели численное моделирование методом трубок тока или сгустков частиц приводит к представлениям о неточечных частицах с эллипсоидной формой, определяемой однородным кинетическим уравнением В фазовом пространстве поперечных координат такие обобщенные неточечные частицы имеют форму поверхности эллипсоида

Представления о каноническом распределении позволяет ввести соответственный парциальный вириал для дисперсии скоростей частиц В общем случае, когда микроканоническая составляющая присутствует в результирующей функции распределения, можно представить полный фазовый обобщенный вириал, включающий парциальный вириал для дисперсии скоростей

При учете рассеяния, в предположении равномерного изменения радиуса пучка происходит постепенное расширение электронного пучка, причем поперечный фазовый вириал не меньше постоянной величины, определяемой следующим неравенством

Ж + т? = Ж + Т, п«У01> (8)

где У] - обобщенный поперечный фазовый вириал для аксиально-симметричного электронного пучка в безразмерных единицах, J - ток электронного пучка, Jl - единичный ток электронного пучка, Р - релятивистский фактор электронов Согласно неравенству (8) вышеуказанная величина поперечного фазового вириала в формуле должна быть мала в сравнении с продольным фазовым обобщенным вириалом электронов Это условие относится к каждому единичному модулю электронного инжектора Следует заметить, что величина кинетической энергии поперечного движения электронов в таком аксиально-симметричном равновесном пучке равна половине фазового вириала и не зависит от радиуса пучка В соответствии с известным экспериментальным опытом параксиальное формирование релятивистского электронного потока во внешнем ускоряющем поле позволяет получать пучки с высокой яркостью Например, для пучка с энергией электронов 1 МэВ и электрическим током 600 А равновесный поперечный фазовый вириал не меньше 8,4 кэВ

Выражение (8) представляет собой ограничение на величину поперечного вириала пучка заряженных частиц, превышение которого недопустимо с точки зрения создания равновесного состояния пучка с радиусом не превышающим начального Если предположить, что фазовый объем поперечного движения частиц пучка, сохраняется в процессе продольного движения частиц пучка, то величина поперечного фазового объема примерно равна ~ т^^уц Тогда указанное выражение ограничивает величину произведения безразмерного поперечного вириала частиц пучка на квадрат поперечного радиуса пучка и релятивистский фактор уг2

Этот факт означает, что для создания пучка заряженных частиц с высокой яркостью, необходимо формировать пучок заряженных частиц с ограниченной величиной эмиттанса <та^г]/(ур2)

Соответствующее значение для яркости потока мощности передаваемого пучком заряженных частиц определяется следующим выражением

&>_и,(.г-уг/з\ (9)

7ГГ2Г!

где О - яркость пучка заряженных частиц При использовании выражения (8) это выражение приводится к следующему виду

(10)

7СГ

где г - поперечный радиус пучка заряженных частиц

Задача транспортировки релятивистского электронного пучка через рассеиваемую среду с учетом фокусировки собственным магнитным полем, с использованием метода преобразования Фурье по переменным фазового пространства впервые была рассмотрена в работе [14] В этой работе были получены функция распределения пучка, и оценка влияния фокусировки собственным магнитным полем в противовес дефокусировке пучка рассеянием на парах мишени Для интенсивного электронного пучка магнитное поле препятствует его расширению, обусловленному рассеянием, и приводит тем самым к увеличению удельной мощности в зоне испарения

В четвертой главе данной диссертации рассматривается выходной каскад генератора мощности, который может быть применен в качестве ускорителя плазмы и ионного пучка для технологических целей При использовании нагрузки с разрядным электрическим током > 10 кА для прикладных целей, связанных с созданием лампы вспышки импульсного источника рентгеновского излучения для рентгеновской радиографии, необходимо рассмотреть создание генератора мощности с длительностью фронта импульса наносекунд-ного диапазона Эти исследования по обострению фронта импульса тока проводились на установке С-300 Российского Научного Центра «Курчатовский Институт»

Одной из основных задачей экспериментальных исследований, выполняемых на установке "С-300" (4 МА, 700 кВ, 70 не), является изучение различных вариантов схем коллективного ускорения плазмы и ионного пучка в шайбовом лайнере в ускорителе с понде-ромоторными магнитными силами при преобразовании импульса энергии в рентгеновское излучение [2-5]

В том числе изучалась имплозия нагрузок с применением миниатюрного выходного устройства, близкого к плазменным потоковым прерывателям тока, но работающего в наносекундном диапазоне, для быстрого переключения тока на нагрузку, которая помещена в практически замкнутую полость

В лучших экспериментах при работе с плазменным потоковым преобразователем получена значительная скорость переключения тока 1,5 1014 А с1 (амплитуда тока - 0,6 МА, длительность фронта импульса - 5 не) При этом достигнуты высокий уровень для линейной плотности переключенного тока на единицу ширины плазменной перемычки (~2,4 106 А см'1) и высокий уровень для скорости переключения линейной плотности тока (-1,2 1014 А см'1 с1)

Вопрос об использовании такого выходного каскада генератора мощности с плазменным потоковым преобразователем с целью запи-тывания нагрузки для лампы вспышки является предметом прикладных исследований

Основные результаты.

1 Усовершенствована параксиальная модель формирования релятивистского электронного потока в электрическом поле, которая позволяет учесть влияние фокусирующих сил собственного магнитного поля в линейном приближении

2 Усовершенствована обобщенная микроканоническая модель пучка заряженных частиц, которая позволяет учесть многократное рассеяние заряженных частиц пучка в линейном приближении

3 Решена самосогласованная задача о многократном рассеянии электронов на парах мишени, образующихся при испарении мишени под воздействием, выделяющейся в ней, энергии пучка

4 Доказано, что учет фокусировки квазинейтрального пучка собственным магнитным полем приводит к существенному увеличению теоретической скорости обработки материала узким электронным лучом, даже, при небольших величинах электронного тока ~ 20 А

5 Доказано, что учет фокусировки заряженных частиц внешним магнитным полем в двуспиральной системе фокусировки является в два раза экономичнее простой спиральной системы с точки зрения энергии магнитного поля запасаемого внешней системой магнитной фокусировки

6 Показано, что релятивистская асимптотика для первеанса од-нокомпоненгного потока с прямолинейной огибающей траекторией заряженных частиц пропорциональна обратной степенной зависимости ~ I/1/, к>1, где у - релятивистский фактор

7 Расчет релятивистского инжектора показывает, что учет фокусирующего собственного магнитного поля в модели уменьшает теоретически необходимый темп ускорения электронов и практически увеличивает электрическую прочность системы ускоряющих электродов

8 Самосогласованный расчет тракта дополнительного ускорения с учетом фокусирующего собственного магнитного поля для параксиального электронного потока при наличии модели встречного ионного потока показывает, что максимальное отношение величины ионного тока к электронному току в биполярном ускорителе ограничено, зависит от релятивистского фактора и достигается при небольших величинах ускоряющего напряжения ~ 10 МВ

9 В лучших экспериментах коллективное ускорение лайнерной плазмы и ионного пучка в ускорителе с пондеромоторными магнитными силами возможно с приемлемым коэффициентом передачи ам-

плитуды переключенного тока >0,3 по отношению к разрядному току в плазменном потоковом преобразователе

Апробация работы Основные результаты диссертации доложены на научных конференциях и семинарах

Публикации Основные результаты диссертации изложены в 14 печатных работах, изложенных в тематических периодических журналах и в сборниках трудов конференций

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1 Дубае Л Г Однокомпонентный релятивистский электронный поток Письма в ЖТФ, 2006, т 32, в 12, с 41-44

2 A Kmgsep, Yu Bakshaev, A Bartov, PBlmov, AChernenko, Chikm, S Danko, L Dubas, Yu Kalinin, I Kovalenko, A Lobanov, Mizhir-ltsky, V Shchagm, V Smirnov ICF Experiments with the Nanosecond Output Device on the S-300 Pulsed Power Machine The 30th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics, held m St Petersburg on July 7-11,2003 ECA Vol 27A, paper 0-2 1С -4p

3 A Kmgsep, Yu Bakshaev, A Bartov, P Blinov, A Chernenko, R Chikm, К Chukbar, S Danko, L Dubas, Yu Kalinin, I Kovalenko, A Lobanov, V Mizhiritsky, V Shchagm, V Smimov Nanosecond-Plasma-Flow-Switch as the output device on the S-300 Pulsed Power Generator 14th IEEE Int Pulsed Power Conference PPC'2003 Dallas, Texas USA, June 15-18,2003 Proceedings, p p 689-692

4 Кингсеп А С, Бакшаев Ю Л, Бартов А В , Блинов П И, Черненко А С, Чикин Р В , Чукбар К В , Данько С А, Дубае Л Г, Калинин Ю Г, Коваленко И В , Королев В Д, Лобанов А И, Мижи-рицкий В И, Щагин В А, Смирнов В П Плазменный потоковый размыкатель наносекундного диапазона в качестве выходного уст-

ройства сильноточного генератора С-300 Вопросы атомной науки и техники Сер Термоядерный синтез 2003, в 2, с 61-67

5 Черненко А С , Бакшаев Ю JI, Бартов А В , Блинов П И , Данько С А, Дубае Л Г, Калинин Ю Г, Кингсеп А С , Королев В Д, Мижирицкий В И, Смирнов В П, Федоткин А С, Чикин Р В , Ща-гин В А Обострение импульса тока с помощью потокового плазменного размыкателя на установке «С-300», с 123-124 Сборник статей Физика экстремальных состояний вещества / Под редакцией ФортоваВЕ идр Черноголовка ИПХФРАН 2002-192с

6 Дубае Л Г Релятивистские преобразования системы отсчета в динамическом пространстве-времени Письма в ЖТФ, т59, 1992, в 12, с 147-148

7 Дубае Л Г Первеанс параксиального релятивистского электронного потока ЖТФ, т 59,1989, в 12, с 147-148

8 Дубае Л Г Доускорение релятивистского электронного потока ЖТФ, 1989, т 59, в 12, с 123-126

9 Дубае Л Г Авт свид /СССР/ № 1574106 Релятивистский клистрон, от 25 02 87

10 Дубае Л Г Температурный пучок электронов в фокусирующем канале ВИНИТИ Депонированные рукописи, № 6 (116), 1981, с 145

11 Дубае Л Г Двуспиральная система квадрупольной фокусировки релятивистского пучка Радиотехн и Электрон, Т 25, № 5, 1980 - с 1072-1078

12 Дубае Л Г Авт свид №743476 /СССР/ Устройство для передачи энергии электронным пучком по вакуумированной трубе, от 26 01 79, М кл3 Н01 j 25/02

13. Антипов Г.Н., Дубае Л. Г. Авт. свид. № 756518 /СССР/. Устройство для передачи энергии электронным пучком по вакуумирован-ной трубе, от 30.06.78, М юг HOI j 25/02.

14. Власов М.А., Дубае JI. Г., Жаринов А. В. Рассеяние релятивистского электронного пучка на парах мишени. Физика и химия об работки материалов, 1977, № 2, с. 21-25.

РИСУНКИ

Рис. 1. Верхняя часть импульсного генератора мощности С-300. Электрические параметры установки: выходной импеданс 0,15 Ом, пиковое значение тока 4 МА, выход энергии 100 кДж, длительность импульса мощности 70 не.