Dynamics of high-current ion beam in the drift gap of induction accelerator at different variants of charge compensation

Abstract

In this paper the dynamics of the high-current ion beam (HIB), compensated by the electron beam by current density and partly by charge, in the drift gap (DG) of the linear induction accelerator with the collective focusing is studied. We have considered the HIB space charge compensation by thermal electrons, which are held in the DG by a magnetic field, which has mirror configuration. The dynamics of the beams at different variants of HIB space charge compensation has been studied. Found that in the presence of a programmed injection of additional electrons from the right side, the divergence of the HIB is practically absent, and its current at the exit of the DG differs slightly from the initial.

Изучена динамика сильноточного ионного пучка (СИП), компенсируемого электронным пучком по плотности тока и частично по заряду, в дрейфовом промежутке (ДП) линейного индукционного ускорителя с коллективной фокусировкой. Рассмотрена компенсация пространственного заряда СИП тепловыми электронами, которые удерживаются в ДП магнитным полем пробочной конфигурации. Изучена динамика пучков при различных вариантах компенсации пространственного заряда СИП. Установлено, что при наличии программированной инжекции справа дополнительных электронов расходимость СИП практически отсутствует, а его сила тока на выходе из ДП отличается от начальной незначительно.

Вивчена динаміка сильнострумового іонного пучка (СІП), що компенсується електронним пучком за густиною струму та частково за зарядом, у дрейфовому проміжку (ДП) лінійного індукційного прискорювача з колективним фокусуванням. Розглянута компенсація просторового заряду СІП тепловими електронами, які утримуються в ДП магнітним полем пробкової конфігурації. Вивчена динаміка пучків при різних варіантах компенсації просторового заряду СІП. Встановлено, що при наявності програмованої інжекції праворуч додаткових електронів розбіжність СІП практично відсутня, а його сила струму на виході з ДП відрізняється від початкової несуттєво.