PIC simulation of low-frequency modulation of supercritical electron beam at plasma assstancei

Abstract

The results of simulations of virtual cathode dynamics at the presence of plasma are presented. The theoretical analysis of dynamics of the electron-ion formation is based on particle-in-cell method (PIC). Numerical calculations are carried out for the modernized experimental installation "Agate" with intense relativistic electron beam. It is shown that an output electron beam current has a strong temporal modulation. The modulating frequency at injection of hydrogen ions is about 300 MHz.

Представлено результати розробки чисельного 2,5-мірного електромагнітного коду для моделювання динаміки віртуального катода в присутності плазми. Чисельний код заснований на методі великих часток. Виконано тестування чисельного коду на задачі поширювання надкритичного електронного пучка в кінцевому магнітному полі для параметрів експериментальної установки Агат [4, 5]. Показано, що вихідний струм електронного пучка сильно промодульовано у часі. Частота модуляції при інжекції іонів водню складає приблизно 300 Мгц.

Представлены результаты разработки численного 2,5-мерного электромагнитного кода для моделирования динамики виртуального катода в присутствии плазмы. Численный код основан на методе крупных частиц. Выполнено тестирование численного кода на задаче распространения сверхкритического электронного пучка в конечном магнитном поле для параметров экспериментальной установки Агат [4, 5]. Показано, что выходной ток электронного пучка сильно промодулирован во времени. Частота модуляции при инжекции ионов водорода составляет примерно 300 МГц.