Управление поперечными размерами электронного пучка в соленоидальном поле магнетронной пушки
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0023.2018.21.04Ключові слова:
електронний пучок, магнетрон гармата, математичне моделювання, диференціальне рівняння рух, соленоідальне магнітне поле, управління поперечних розмірів пучокАнотація
Представлено результати дослідження щодо формування поперечних розмірів електронного пучка магнітної гарматою з вторинноемісійним катодом в діапазоні напруги 25..90 кВ. Проведено дослідження процесів формування електронних пучків в джерелах електронів з холодними металевими катодами, що працюють в режимі вторинної емісії. Як джерело електронів використовується магнетрона гармата. Принцип роботи таких гармат заснований на зворотному бомбардуванню катода електронами, що повертаються магнітним полем, створенні електронної хмари поблизу катода і формуванні пучка в схрещених електричному і магнітному полях. Їх основною відмінністю від термоемісійних гармат є велика щільність струму з одиниці поперечної площі катода ~50 А/см² і великий термін служби. Тому пошук і дослідження джерел електронів з великим терміном служби є актуальним завданням. На базі магнетронної гармати з вторинноемісійним катодом створений прискорювач електронів, в якому використовується осьовий електронний пучок для опромінення металевих мішеней і внутрішньої циліндричної поверхні за допомогою радіального електронного пучка. В роботі представлені експериментальні дані і результати, що моделюють розрахунки по формуванню і управлінню розподілу електронного пучка магнетронній гарматою з вторинноемісійним катодом при русі в соленоідальному магнітному полі. Досліджено залежність формування радіальних розмірів вторинноемісійним пучка від амплітуди та градієнта соленоідального магнітного поля в гарматі, який наростає або спадає в каналі транспортування пучка. Наводяться результати чисельного моделювання по руху трубчастого електронного потоку в магнітному полі соленоїда. На основі моделі руху електронного потоку розглянуті характеристики результуючого електронного пучка. Показана можливість регулювання діаметра пучка шляхом варіації керуючого магнітного поля. Приведено результати численного моделювання за рухом трубчатого електронного потоку в магнітному полі соленоїда. Досліджена можливість управління поперечними розмірами пучка.Посилання
Pirs Jh. P. Тeoriya i raschet elektronnykh potokov [Theory and calculation of electron currents]. Moscow, Sov. Radio, 1956. 254 p.
Alyamovskiy S. V. Elektronnye puchki i elektronnye pushki [Electron beams and electron guns]. Moscow, Sov. radio Publ., 1966. 454 p.
Ignatenko V. P. Princypy formirovaniya i fokusirovki intensivnyikh puchkov zaryazhennyikh chastits [The principles of formation and focusing of intense beams of charged particles]. Uspekhi Phisicheskikh Nauk [The success of physical science]. 1961, vol. 73, no. 2, pp. 243–275.
Engelko V., Mueller G., Andreev A. et. Pulsed Electron Beam Facilities (GESA) for Surface Treatment. Proceedings of the 10th international conference on applied charged particle accelerations in medicine and industry. St.-Petersburg, 2001, pp. 412–417.
Garkusha O. V., Maslennikov S. P., Novozhilov A. E., Shkol'nikov E. Ya. A high-current accelerator of microsecond electrons for radiation-technological purposes. Proc. of the XI international meeting on the use cCharged particle accelerators in industry and medicine. St.-Petersburg, Russia, 2005, pp. 126–128.
Vorogushin M. F., Glukhikh V. A., Manukyan G. Sh., Karpov D. A., Svin'in M. P., Ehngel'ko V. I., Yatsenko B. P. Beam and ion-plasma technologies. Problems of atomic science and technology. Series “Physics of radiation effects and radiation materials science”. 2002, no. 3, pp. 101–109.
Saveliev Y. M., Sibbet W., Parkes D. M. Self-excitation and characteristics of the crossed-fields emission electron source. Review of Scientific Instruments. 1999, vol. 70, no 12, pp. 4502–4514.
Volkolupov Yu. Ya., Dovbnya А. N., Zakutin V. V. Generaciya elektronnykh puchlov v magnetronnom diode s metallicheskim vtorichniemissionniym katodom [Generation of electron beams in a magnetron diode with a metallic secondary-emission cathode]. Zhurnal teoreticheskoy fisiki [Journal theoretical physic]. 2001, vol. 71, no. 7, pp. 88–91.
Dovbnya А. N., Reshetnyak N. G. Issledovanie formirovaniya puchka v uskoritele elektronov s vtorichnoemissionnyim istochnikom [Investigation of beam formation in an electron accelerator with a secondary emission source]. Visnyk "KhNU" [Bulletin of the Kharkiv National University] Ser.: "Yadra, chastyinki, polya" [Kernels, particles, fields]. Kharkiv, 2006, no 732, 2(30). pp. 96–100.
Dovbnya А. N., Zakutin V. V., Lavrinenko S. D. Modifikaciya poverkhnosti zirkoniya i splava Zr 1%Nb electronnyim puchkom uskoritelya na osnove magnitronnoy pushki [Modification of the surface of zirconium and alloy Zr 1% Nb electron beam of a magnetron gun accelerator]. VANT. Ser.: "Physika radiatsionnogo materialavedeniya" [Physics of Radiation Materials Science]. 2011, no. 2(72), issue 97, pp. 39–45.
Ayzatsky M. I., Dovbnya A. N., Mazmanishvili A. S., Reshetnyak N. G., Romas'ko V. P., Chertishchev I. A. Studies on formation of the radially-directed electron beam generated by the magnetron gun with a secondary emission cathode. Problems of Atomic Science and Technology. Series “Nuclear Physics Investigations”. 2016, issue 66, no. 3(103), pp. 11–16.
Hemming R. V. Chyslennyie metody [Numerical methods]. Moskow, Nauka Publ., 1972. 303 p.
##submission.downloads##
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Системний аналiз, управління та iнформацiйнi технологiїАвтори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
