Равновесные состояния заряженных электронных пучков и процессы компенсации пространственного заряда

• Автор: Малафаев, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 217 c. : ил

Глава I. Обзор литературы

§ I. Декомпенсированные пучки (теория)

1. Плоская геометрия

2. Цилиндрические пучки

§ 2. Обзор экспериментальных работ

1. Декомпенсированные пучки

2. Лучки с компенсацией пространственного заряда

§ 3. Перспективы использования электронных пучков для передачи энергии на большие

расстояния

§ 4. Выводы и постановка задачи

Глава II. Равновесие пучка с произвольной экранировкой

катода
§ I. Условия равновесия и предельные токи . . 40 § 2. Энергетические характеристики. 48 § 3. Особенности распространения пучка в изменяющемся по длине магнитном поле
§ 4. Обсуждение, выводы
§ 5. Оценки влияния пульсаций на применимость
теории
§ 6. О выборе режима для экспериментальной
проверки
Глава III. Установка и методики измерений
§ I. Экспериментальная установка
I. Магнитное поле

2. Электронная пушка, коллектор
3. Электрические схемы
§ 2. Методики измерений
1. Емкостной зонд
2. Проволочный зонд
3. Измерение структуры пучка с помощью дюминофорной мишени
§ 3. О методе стабилизации левой ветви диаграммы состояний с помощью дополнительной
трубки
Глава IV. Исследование образования виртуального катода
и диаграмм состояний
§ I. Образование виртуального катода
§ 2. Измерение погонного заряда пучка. . . ;
§ 3. Исследование устойчивости состояний на
левой ветви диаграмм
§ 4. Измерение размера пучка
§ 5. Обсуждение, выводы
Глава V. Компенсация пространственного заряда
§ I. Компенсация пространственного заряда
с положительным коллектором
§ 2. Неустойчивость пучка
§ 3. Влияние потенциала коллектора и неоднородности по длине магнитного поля на
компенсацию
§ 4. 0 механизме неустойчивости
I. Разделение зарядов и движение электронов пучка

2. Движение ионов и их группировка
§ 5. Контрольные эксперименты
§ 6. Обсуждение, выводы
Заключение
Приложение I. Самосогласованное равновесие пучка с ненулевым обобщенным моментом импульса
§ I. Уравнения самосогласованного равновесия
§ 2. Равновесие с частичной компенсацией
пространственного заряда
Приложение П. Самосогласованное равновесие нерелятивистского пучка в магнитном поле
Литература
Рисунки

кинетическая энергия уменьшается и достигает минимального значения примерно цри максимальном токе, затем происходит увеличение кинетической энергии. В области Ш (большие магнитные поля) диаграммы представлены кривыми 4 и 5. При достижении предельного значения тока кинетическая энергия составляет примерно 1/3 от полной. Увеличение магнитного поля приводит к смещению левой ветви к нулю, и диаграмма стремится принять вид, характерный для моделей тонкого или трубчатого пучка.
Отметим, что кадцой точке диаграммы соответствует определенное значение радиуса пучка см.рис.2.1. В области Ш большему значению радиуса соответствует меньшая кинетическая энергия. Аналогичная картина наблюдается и в области П за исключением кривых типа 2, у которых имеется "завиток", возникший в результате пересечения левой и правой ветвей диаграммы. В точке пересечения радиусы пучка различны, но кинетическая энергия одна и та же.
На рис.2.5 представлены зависимости тока пучка от отношения вращательной энергии к суммарной кинетической. Номера кривых на этом рисунке соответствуют номерам диаграмм на рис.2.4. Эта дополнительная информация позволяет определить долю компонент энергий - продольного и вращательного движения - в каждой точке диаграммы.
Кривая I показывает, что основной вклад в кинетическую энергию на соответствующей диаграмме вносит продольное движение, поскольку энергия вращения составляет не более 0,25. Поэтому увеличение кинетической энергии при токах ^ > 0,09 связано с ростом продольной скорости вследствие значительного расширения пучка и перехода части электромагнитной энергии в кинетическую. Вообще, для области I характерны , большие токи и большая кинетическая энергия.