Динамика интенсивного электронного пучка в круглом диафрагмированном волноводе с переменной фазовой скоростью

Abstract

Представлены результаты численного моделирования динамики электронов в ускоряющей секции на основе круглого диафрагмированного неоднородного волновода, которая используется в ускорителе 10-см диапазона со средней мощностью ускоренного пучка до 10 кВт. Рассмотрено два подхода учета собственного поля излучения пучка: оценочный, на основе уравнения диффузии мощности, и полномасштабный, на основе самосогласованных уравнений возбуждения поля и движения частиц. Самосогласованный подход показал наличие существенного фазового скольжения частиц в однородной части структуры, обусловленного реактивной токовой нагрузкой.

Репрезентовано результати чисельного моделювання динаміки електронів у прискорювальній секції на основі круглого діафрагмованого неоднорідного хвилевода, яка використовується в прискорювачі 10-см діапазону з середньою потужністю прискореного пучка до 10 кВт. Розглянено два підходи урахування власного поля випромінення пучка: оціночний, на основі рівняння дифузії потужності, і повномасштабний, на основі самоузгоджених рівнянь збуждення поля і руху частинок. Самоузгоджений підхід показав наявність істотного фазового ковзання частинок в однорідній частині структури, обумовленого реактивним струмовим навантаженням.

Results of numerical simulation of electron dynamics in an unhomogeneous disk-loaded waveguide which is used in the S-band linac with average power of an accelerated beam of 10 kW are presented. Two approaches taking into account the self-fields of beam radiation are considered: the first method estimative based on the power diffusion equation; the second onebased on of self-consistent equations of field excitation and particles motion. The self-consistent approach showed the presence of substantial phase slipping of particles in the homogeneous p