Исследование физических процессов в плазменной линзе, определяющих динамику фокусируемых ионных пучков

• Автор: Гасанов, Ильхам Солтан оглы
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 109 c. : ил

ГЛАВА I. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ПЛАЗМЕ ДНЯ ФОКУСИРОВКИ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ПОТОКОВ БЫСТРЫХ ИОНОВ
1.1. Плазменные линзы
1.2. О неустойчивостях заряженной плазмы во
внешнем магнитном поле
Глава II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕТОДИКА
2.1. Установка для изучения свойств плазменных
линз в стационарном и импульсном режимах
2.2. Методика измерений
Глава III. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОЛЯ В ЛИНЗЕ И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ
НА СТАЦИОНАРНЫЕ ИОННЫЕ ПУЧКИ
3.1. Образование плазмы и степень перекомпенса-ции пучка электронами в короткой и длинной системах
3.2. О достижимых радиальных электрических
полях в плазменных линзах
Глава IV. ОСОБЕННОСТИ ФОКУСИРОВКИ ИМПУЛЬСНЫХ
ИОННЫХ ПУЧКОВ
4.1. Динамика образования пространственного
заряда
4.2. Самофокусировка пучка в режиме без внешних потенциалов на электродах линзы
Глава V. КОЛЛЕКТИВНЫЕ КОЛЕБАНИЯ В ПЛАЗМЕННОЙ ЛИШЕ
5.1. Диокотронная неустойчивость в линзе
5.2. Электрон-ионная неустойчивость

5.3. Влияние колебаний на фокусировку
ионного пучка
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕЕИЕ
Современное использование ионных пучков в различных областях науки и техники характеризуется расширением диапазона их энергий и токов. Для потребностей таких важных проблем как управляемый термоядерный синтез, в том числе обсуждаемый в последние годы ионный УТС, ионная технология, к настоящему времени получены пучки с токами от единиц до сотен тысяч ампер /1-3/. Они энергично впитывают в себя электроны из-за наличия больших собственных электрических полей, то есть интенсивные ионные пучки существуют в компенсированном - плазменном - состоянии /4-7/.
Применение, пучков предполагает, как правило, их формирование, фокусировку либо транспортировку на значительные расстояния. Однако, традиционные способы управления и преобразования потоков в ряде случаев оказываются неэффективными либо неприменимыми. В частности, магнитные линзы являются громоздкими и энергоемкими, а при воздействии на пучки тяжелых ионов их оптическая сила мала. Для формирования высокоэнергетичных ионных потоков также наиболее целесообразно применение жесткофокусирующих систем, в которых силовые поля являются преимущественно радиальными. При прохождении компенсированного ионного пучка сквозь электростатическую линзу вакуумные поля в ней экранируются электронами и его остов фокусирующих сил не испытывает, то есть в этом случае необходимо обеспечить существование электрического поля в объеме пучка. Задача формирования интенсивных ионных цучков, таким образом, касается принципиального вопроса реализации электростатических полей в плазме.
С середины 60-х годов в Институте атомной энергии им.И.В.Курчатова А.И.Морозовым с сотрудниками начаты исследования широкого класса систем со скрещенными ЕЛЕ полями. К ним относятся плазменные ускорители, сепараторы, электростатические плазменные ловушки,

Рис.35 Зависимость плотности тока в
фокусе от тока пучка. № =28 кэВ, Цу,=3,5 кВ.
Г,мм
Рис.36 Радиальный профиль тока пучка на
длинный зонд при различных распределениях потенциала на электродах линзы: о-в степени 1/2, о-линейное,
• - квадратичное.