Кильватерный ускоритель с гибридной плазменно-диэлектрической структурой прямоугольного сечения

Abstract

Экспериментально исследуется кильватерный ускоритель, в котором для увеличения градиента ускоряющего кильватерного поля при его возбуждении длинной цепочкой сгустков релятивистских электронов в прямоугольной диэлектрической структуре пролетный канал для сгустков заполняется плазмой резонансной плотности. Первая порция сгустков, полученных на электронном линаке «Алмаз-2», ионизирует газ при атмосферном давлении, так что плазменная частота становится равной частоте следования сгустков и частоте основной моды диэлектрической структуры. Исследуемый рост эффективности возбуждения обусловлен улучшением прохождения цепочки сгустков через пролетный канал, благодаря компенсации пространственного заряда плазмой, и изменению электродинамики диэлектрической структуры при плазменном заполнении пролетного канала.

Експериментально спостерігається збільшення інтенсивності кільватерного поля при його збудженні послідовністю великого числа згустків релятивістських електронів в прямокутній діелектричній структурі, коли вона заповнюється плазмою резонансної густини. Перша порція згустків, отриманих на електронному лінаці «Алмаз-2», іонізує газ при атмосферному тискові, так що плазмова частота збігається з частотою слідування згустків і частотою основної моди діелектричної структури. Зростання ефективності збудження при таких умовах досліджується з врахуванням поліпшення проходження послідовності згустків через канал структури, яке викликане компенсацією просторового заряду плазмою, та змінами електродинаміки діелектричної структури при заповненні плазмою.

Increase of wakefield intensity at its excitation by a long train of relativistic electron bunches in the rectangular dielectric structure when it is filled with plasma of resonant density was experimentally observed. The first portion of the bunches, produced by electron linac «Almaz-2», ionizes gas at atmospheric pressure so that plasma frequency becomes equal to bunch repetition frequency and to the frequency of principal eigen mode of the dielectric structure. Excitation enhancement at such resonant conditions is being studied taking into account the improvement of bunch train propagation in the transit channel caused by charge compensation with plasma and the electrodynamics change of the dielectric structure at filling with plasma.