2.5-мерное численное моделирование сильноточного ионного линейного индукционного ускорителя

Abstract

Приведены результаты численного моделирования методом макрочастиц транспортировки и ускорения сильноточного трубчатого ионного пучка, сопровождаемого компенсирующим электронным пучком, в 1-5 магнитоизолированных ускоряющих промежутках. Продемонстрирована возможность транспортировки сильноточного компенсированного ионного пучка через 5 каспов. Показано, что качество функции распределения сильноточного ионного пучка на выходе ускорителя может быть существенно улучшено с ростом энергии сопровождающего компенсирующего электронного пучка. Показано, что инжекция дополнительных сильноточных электронных пучков в каспы приводит к увеличению моноэнергетичности ускоряемого ионного пучка и к уменьшению его расходимости.

Наведено результати числового моделювання методом макрочасток транспортування та прискорення трубчастого сильнострумового іонного пучка (ССІП), який супроводжується компенсуючим електронним пучком у 1-5 магнітоізольованих прискорюючих проміжках. Продемонстровано можливість транспортування ССІП через 1-5 каспів. Показано, що якість функції розподілу ССІП на виході прискорювача може бути покращено з ростом енергії супроводжуючого компенсуючого електронного пучка. Показано, що інжекція додаткових сильнострумових електронних пучків у каспи призводить до зростання моноенергетичності прискорюваного іонного пучка, а також до зменшення його розбіжності.

The 2d3v particle-in-cell simulation results of transport and acceleration of hollow high-current ion beam (HCIB) compensated by electron beam in 1-5 magnetoinsulated accelerating gaps are presented. The possibility of HCIB transport through 1-5 cusps is demonstrated. It is shown that the HCIB distribution function quality on an accelerator output can be essentially improved with growth of an accompanying compensating electron beam energy. It is demonstrated that the injection of additional high-current electron beams in cusps leads to increase of accelerated ion beam monochromaticity and to reduction it divergency.