Сильноточные релятивистские электронные пучки микросекундной длительности и СВЧ-генераторы на их основе

• Автор: Лоза, Олег Тимофеевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 323 с. : ил.

§1. Область исследования

§2. Актуальность проблемы

§3. Цели диссертационной работы

§4. Научная новизна

§5. Научная и практическая значимость

§6. Использование результатов работы

§7. Апробация результатов

§8. Публикации

§9. Структура и объем диссертации

§10. Краткое содержание диссертации

Глава 1. Сильноточные РЭП микросекундной длительности

1. Техника эксперимента
§1. "Терек-3": ускоритель РЭП микросекундной длительности
§2. Магнитное поле
§3. Измерение полного тока и профиля плотности тока РЭП
§4. Измерение питч-углов электронных траекторий
2. Плазма взрывоэмиссионного катода и геометрия РЭП
§ 1. Движение катодной плазмы вдоль магнитного поля
§2. Движение катодной плазмы поперек магнитного поля и ее влияние на радиальный профиль плотности тока РЭП
§3. Способы стабилизации профиля плотности тока РЭП
3. Генерация РЭП со стабильными параметрами в течение микросекундной длительности импульса
§1. Способы воздействия на поперечное движение плазмы
§2. Катод с лезвийным острием, перпендикулярным магнитному полю
§3. Особенности функционирования поперечно-лезвийных катодов
§4. Поперечно-лезвийные катоды и профиль магнитного поля
§5. Максимальная длительность РЭП, формируемого поперечнолезвийным катодом
§6. Питч-углы электронов с поперечно-лезвийного катода
Заключение
Глава 2. Влияние плазмы на длительность СВЧ-импульсов в устройствах, использующих микросекундные РЭП
Эффект укорочения СВЧ-импульса
1. Коллекторная плазма
2. Плазма на анодной диафрагме
3. Плазма в замедляющей структуре
§ 1. Экспериментальная регистрация наличия плазмы в карсинотроне
§2. Увеличение питч-углов электронных траекторий при наличии СВЧ-излучения
§3. Влияние различных факторов на появление плазмы
§4. Расширение РЭП под действием СВЧ-излучения
§5. Отраженные электроны с коллектора
4. Механизм укорочения и способы увеличения длительности СВЧ-импульса
§1. Модель укорочения СВЧ-импульса в высокоэффективном генераторе излучения
§2. Компенсация заряда РЭП до начала СВЧ-излучения
§3. Накопление плазмы в СВЧ-поле и срыв СВЧ-генерации
§4. Способы увеличения длительности СВЧ-импульса

Заключение
Глава 3. Плазменный релятивистский генератор СВЧ-импульсов
микросекундной длительности
1. Принцип действия и устройство плазменных релятивистских СВ Ч-нриборов
§ 1. Элементы теории плазменной СВЧ-электроники
§2. Источник трубчатой плазмы с управляемым радиусом
§3. Средства диагностики СВЧ-излучения
§4. Устройство плазменного релятивистского СВЧ-генератора
2. Мощность и спектры излучения ПРГ
§1. Мощность и эффективность плазменных источников СВЧизлучения
§2. Влияние параметров плазмы на спектр излучения
§3. Тонкая структура спектров излучения ПРГ
3. Ограничение СВЧ-импульса в плазменном релятивистском СВЧ-генераторе
§1. Оценка возможности СВЧ-разряда
§2. Особенности ПРГ с микросекундной длительностью импульса

§3. Излучение плазменного СВЧ-генератора с микросекундным

§4. Влияние сорта и давления газа на работу ПРГ
§5. О возможных причинах ограничения СВЧ-импульса
Заключение
Выводы
Литература

проникновения электронов с энергией 800 кэВ даже в тантале равна ~ 0.2 мм.
Метод цилиндрических каналов нашел развитие в [47]: здесь измерялся ток, не только проходящий сквозь канал, но и осевший на его стенки. Кроме того, каналы было предложено делать секционированными по длине, что делает возможным оценку продольного распределения тока на стенку. Индукция магнитного поля в работе [47] была намного меньше:
0.5 Тл, что дало возможность существенно увеличить диаметр канала — до ~ 10 мм, а полную длину — до ~ 60 мм.
Итак, диамагнитный зонд измеряет лишь некоторое среднее значение питч-угла, а метод малого отверстия не обладает точностью при использовании в сильном магнитном поле. В работе [47] проанализированы паразитные эффекты, влияющие на точность измерения питч-углов электронных траекторий методом цилиндрических каналов. В их числе:
• большой коэффициент отражения (альбедо) при малом угле падения электронов на стенку, а также отражение частиц от коллектора, расположенного за каналом;
• изменение индукции магнитного поля вдоль оси канала или неколлинеарность — по разным причинам — оси канала с магнитным полем;
• образование плазмы на элементах датчика.
Первые два фактора — отражение электронов и характер магнитного поля — влияют на работу данного анализатора в силу конкретных особенностей его конструкции. Среди существующих анализаторов можно найти такие, которые лишены большинства подобного рода субъективных недостатков. Например, при недостаточном пространственном разрешении метод [45] мало чувствителен к отражению электронов от коллекторов: