Оптимизация плотности сильноточного ионного пучка для линейного индукционного ускорителя

Abstract

Приведены результаты численного моделирования методом макрочастиц ускорения сильноточного трубчатого ионного пучка. Рассмотрены сильноточный и слаботочный режимы. Изучена динамика частиц в этих режимах. Показано, что в слаботочном режиме ионный пучок ускоряется равномерно вдоль длины ускорителя. В сильноточном режиме найдена область плотностей ионного пучка (ni = (5…7)·10¹⁸м⁻³), в которой последний набирает в каждом каспе энергию, соответствующую ускоряющему полю, сохраняя свою моноэнергетичность.

The 2d3v particle-in-cell simulation results of hollow high-current ion beam acceleration are presented. The high-current and low-current regimes are considered. Dynamics of particles in these regimes are studied. It is shown, that the ion beam accelerates uniformly along length of the accelerator at low-current regime. In the high-current regime the ion beam density range (ni = (5…7)·10¹⁸м⁻³), in which ion beam accumulates in every cusp the energy, corresponding to the accelerating field, keeping its monochromaticity, is found.

Наведено результати числового моделювання методом макрочастинок прискорення трубчастого сильнострумового іонного пучка. Розглянуто сильнострумовий та слабкострумовий режими. Досліджено динаміку частинок у зазначених режимах. Показано, що у слабкострумовому режимі іонний пучок прискорюється рівномірно вздовж довжини прискорювача. В сильнострумовому режимі знайдено область густин іонного пучка (ni = (5…7)·10¹⁸м⁻³), в якій останній набирає в кожному каспі енергію, відповідну прискорюючому полю, зберігаючи свою моноенергетичність.