Моделирование процессов пространственной эволюции релятивистских пучков заряженных частиц в газовых средах и внешних полях

Моделирование процессов пространственной эволюции релятивистских пучков заряженных частиц в газовых средах и внешних полях

Автор: Квитко, Геннадий Васильевич

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2006

Место защиты: Калининград

Количество страниц: 182 с. ил.

Артикул: 2948657

Автор: Квитко, Геннадий Васильевич

Стоимость: 250 руб.

Моделирование процессов пространственной эволюции релятивистских пучков заряженных частиц в газовых средах и внешних полях  Моделирование процессов пространственной эволюции релятивистских пучков заряженных частиц в газовых средах и внешних полях 

Г лава I. Система уравнений для интегральных характеристик РЭП. Аналитическое исследования моментных уравнений. Глава П. II. II. П. 1. Разностная схема. П. 1. Вычисления больших величин. Н.2. Схемы ЛаксаВеидрофа предикторкорректор . Глава III. III. П1. П1. Пространственная и временная релаксация. Глава IV. Пространственная релаксация РЭП во внешних магнитных полях. IV. V.2. Релаксация РЭП в постоянном магнитном поле. IV. IV. Глава V. V.1 Фокусировка РЭП в устройстве вывода со встречной струй газа. V.3. V.4 Самосогласованная задача. V.4. V.4. Решение уравнения Пуассона методом вложенных сеток. Глава VI. VI. Обобщнный метод крупных частиц. Ф VI. В этом случае будут выполняться условия рг рг и рр или в новых переменных вг 1 и вр. Параксиальность и моноэпергетнчность пучка обеспечивают выполнение условия, по которому продольная компонента импульса р2 считается одинаковой для всех электронов пучка. Иначе говоря, в параксиальном приближении продольное движение частиц пучка является детерминированным, тогда как распределение частиц РЭП по поперечным импульсам и координатам носит стохастический характер.


Разработан вариант обобщенного метода крупных частиц многопотоковая модель, позволяющий естественным образом учитывать процессы рассеянии электронов РЭП на частицах среды. Разработан пакет прикладных вычислительных программ, полностью реализующих весь комплекс требуемых численных решений задачи. Численно исследована модельная задача транспортировки РЭП в газовой среде с постоянной и переменной плотностью с учетом процессов компенсации объемного заряда пучка ионами газовой среды и при наличии внешних магнитных полей различной конфигурации постоянное, соленоидальное, гофрированное системой магнитных линз. Исследованы условия оптимального прохождения РЭП с сохранением его конктретных транспортных характеристик при различных начальных условиях его инжекции в различные устройства вывода, обеспечивающие как пассивные, так и активные способы фокусирования пучка. Методом крупных частиц произведены расчеты параметров транспортировки холодных пучков гауссовых и трубчатых в газе при воздействии продольного внешнего магнитного поля. ГЛАВА I. МОДЕЛЬ СТАЦИОНАРНОГО РЕЛЯТИВИСТСКОГО ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА НА ОСНОВЕ КИНЕТИЧЕСКОГО УРАВНЕНИЯ. Кинетическое уравпепие для электронов РЭП. При решении практических задач, связанных с использованием сильноточных пучков заряженных частиц требуется достаточно точно рассчитывать процесс распространения пучка в газоплазменных средах ,,. Наиболее существенную роль здесь играют коллективные эффекты, возникающие при силовом взаимодействии заряженных частиц в собственном магнитном поле пучка. Под воздействием релятивистских электронов атомы среды в канале пучка ионизируются, а рождающиеся при этом медленные электроны вьггалкившотся на периферию. В результате этого в области занятой пучком, образуется избыток положительно заряженных ионов, обеспечивающих пространственную нейтрализацию собственных электрических полей пучка. Таким образом, можно считать, что пучок электронов распространяющихся в достаточно плотной газовой среде, в какойто момент времени становится скомпенсированным по объемному заряду. Упругие столкновения с газом вызывают рассеяние электронов пучка, которое приводит к разбросу по скоростям. В случае плотного газа этот процесс оказывает заметное влияние на транспортировку пучка. Наиболее полным и строгим подходом в решении задач транспортировки заряженных частиц является подход, основанный на решении кинетического уравнения для функции распределения частиц пучка совместно с уравнениями Максвелла . Нас будет интересовать, прежде всего, влияние начальных условий задачи, параметров пучка и параметров среды, в которую он инжектирован, па динамику пространственной формы пучка. Величина еугурсфс1г есть число частиц с координатами в интервале г,г 1г и импульсами в интервале рУр сф, т. Лоренца. РР сф, в тотпе г, изза взаимодействия с частицами среды а. В интеграл столкновений включены только упругие столкновения с частицами среды. В общем случае отыскание решений кинетического уравнения является задачей довольно трудной, и поэтому используются различные упрощающие предположения, позволяющие сократить размерность задачи. Будем рассматривать квазистациоиарное распределение электронов РЭП в той части пространства, где уже закончилась ионизация, и пучок сформировался, то есть, полагаем 0. Считаем кулоновские силы основными и пренебрегаем другими взаимодействиями. Изза дебаевского экранирования взаимодействие электронов между собой можно считать слабым по сравнению с их взаимодействием с ионами среды. Эта концепция позволяет учитывать взаимодействия между электронами через усредненное самосогласованное поле, действующее на электроны пучка с силой со стороны всех других частиц . Считая задачу аксиальносимметрической, введем цилиндрическую систему координат ,, с полярной осью , направленной по пучку. Будем полагать, что начальное распределение обладает цилиндрической симметрией, а частицы среды первоначально распределены в пространстве однородно и в процессе взаимодействия с пучком могут приобрести только однородные по азимуту распределения.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.259, запросов: 244