Исследование авторезонансного механизма ускорения электронов лазерным излучением

• Автор: Шаар, Яхъя Нашат
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
СИНХРОННЫЙ МЕХАНИЗМ УСКОРЕНИЯ,
ПОДДЕРЖИВАЕМЫЙ С ПОМОЩЬЮ
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Циклотронный авторезонанс
Поддержание синхронизма частицы
электромагнитной волной с помощью
электростатического поля
Синхронный механизм ускорения заряженных частиц в скрещенных ПОЛЯХ
СИНХРОННЫЙ МЕХАНИЗМ УСКОРЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В ПОЛЕ
ГАУССОВА ПУЧКА
Ускорение электронов гауссовым лазерным пучком в однородном магнитном поле
Синхронное ускорение электронов гауссовым пучком в неоднородном магнитном поле
Ускорение электронов линейно поляризованным ГП в однородном магнитном поле
СИНХРОННЫЙ МЕХАНИЗМ УСКОРЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В ПОЛЕ УЗКОГО ГАУССОВА ПУЧКА
Электромагнитный гауссов пучок
Ускорение электронов электромагнитным гауссовым пучком
Учет силы радиационного трения при ускорении в синхронном режиме
- 2>
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ II
Введение
Интерес к проблеме ускорения заряженных частиц последнее время обусловлен поиском новых, как говорят, альтернативных методов, обеспечивающих длительное удержание частиц и высокий темп ускорения [1]-[3]. Как известно, традиционные методы ускорения сталкиваются с большими трудностями, связанными, в первую очередь, с ограниченностью темпа ускорения из-за возможности пробоя. Это вызывает необходимость использования огромных размеров ускорительных комплексов, что, в свою очередь, приводит к колоссальным материальным затратам. Известно, что современные ускорители являются самыми крупными и самыми дорогостоящими экспериментальными установками [4],[5]. Между тем дальнейшее развитие физики требует создания пучков заряженных частиц с высокими энергиями с помощью установок, не требующих чрезмерных затрат. Кроме того, создание компактных ускорителей имеет самостоятельный научный и практический интерес. Представляет также интерес исследование механизмов ускорения в природных условиях - в магнитосфере Земли, в космическом пространстве. В связи со сказанным, поиск альтернативных методов ускорения заряженных частиц является одним из актуальных направлений современной физики. Последние годы проводятся многочисленные исследования различных альтернативных механизмов ускорения, основанных на использовании как вакуум и ых установок, так и плазмы.
Плазменные методы ускорения основаны на возбуждении мощной плазменной волны плотности заряда, в поле которой ускоряются инжектируемые в нее электроны. Возбуждение плазменной волны предлагается осуществлять с помощью двух коллинсарных лазерных пучков с близкими частотами так, чтобы частота волны биений совпадала с частотой

переменной, определяющей циклотронно-резонансное взаимодействие частицы с волной. Если напряженность электрического поля волны не слишком велика (<]), то исходная система уравнений может быть усреднена по быстрым фазам. Будем предполагать, что в сопутствующей системе гирорадиус частицы мал по сравнению с «поперечной» длиной волны (параметр Л «I в (1.30)). Тогда усредненная система уравнений в рассматриваемой области циклотронного резонанса принимает вид:
-' = (е, + rs2)cos0r, (1.54)

-Wl- zsjfa (w° - WwA)+ s2(lw° - Nw3)}cos&r, (1.55)
($V V IVW | / /-i cs:
= +e2)coser, 1.1-56)

l = L[ + — -rNw3)+eXr™°-NwAl (1.57)
ds ГУГ ) 2w± v 'v "
Из этих уравнений следует интеграл движения:
N(Ts1 + а',)»'" - (а, + l'e2)w3 = st{l’Nw° -w3)+ £2(Nw° - /v)= const = G . (1-58)
Условие точного циклотронного резонанса, согласно (1.57), определяется соотношениями
Fw° -Nw3 = - , sin в
(1.59)