ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оценка влияния объемного заряда на продольную и радиальную устойчивости из "Линейные ускорители " Объемный заряд следует учитывать в первую очередь для начальной части ускорителя, в которой скорость электронов не так значительна и они еще не являются сильно релятивистскими частицами. Кроме того, при таких скоростях эффект электродинамического стягивания незначителен. Наконец, малая начальная длина волны в волноводе (Р,,Я) увеличивает плотность объемного заряда при той же фазовой протяженности электронного сгустка. Поэтому оценки, сделанные для начального участка ускорителя, будут определять возможности ускорителя в целом. Пренебрежем действием магнитного поля волны. [c.90] Оценим сначала влияние сил объемного заряда на фазовое движение частиц. Так как силы объемного заряда, действующие в продольном направлении, стремятся удалить частицы одинакового знака заряда друг от друга, то при некотором значении тока ускоренных частиц силы высокочастотного поля и объемного заряда равны друг другу. Тогда ав-тофазировка перестает действовать и нет фазовых колебаний, т. е. продольное движение неустойчиво (рис. 28). [c.91] На рис. 28, а показаны поле ускоряющей волны и расположение шарообразного сгустка в некоторой фазе волны. На рис. 28, б изображено изменение продольного поля объемного заряда и, наконец, суммарное поле ускоряющей волны и объемного заряда (см. рис. 28, в). Появившаяся плоская площадка суммарного поля иллюстрирует отсутствие автофазировки в области расположения сгустка. Далее, проанализируем влияние объемного заряда на фазовое движение при следующих упрощающих предположениях. [c.91] Подставляя значения фр = 30° Ем = 30 кв/см Р = 0,4 и Я, = = 10 см, получаем предельное значение тока около 4,8 а. [c.92] Из выражения (4.8) видим, что величина предельного тока возрастает с увеличением напряженности Яд/, длины волны к, значения фр и величины фазовой скорости р (энергии инжекции). В большинстве ускорителей на бегущей волне применяют группирователи волноводного типа. Сгусток в начале такого группирователя не сформирован, занимает полный фазовый угол в 2л, и поэтому особых ограничений продольное движение на величину тока практически не накладывает. [c.92] Подставляя в (4.13) значение R = 0,5 см, ф = 30°, Ем = = 30 кв1см при токе / ц = Ъ а, найдем значение В = 0,072 тл. Та же величина, определенная без учета действия объемного заряда, составляет 0,05 тл, т. е. действие объемного заряда привело к увеличению магнитной индукции, необходимой для устойчивости радиального движения. [c.93] Из сделанных оценок становится очевидным, что для изготовляемых Б настоящее время ускорителей с бегущей волной, работающих в основном в десятисантиметровом диапазоне длин волн и имеющих импульсное значение тока в несколько сот миллиампер, непосредственное влияние объемного заряда на продольное и поперечное движение частиц мало. В сильноточных ускорителях его действие должно быть учтено. [c.93] Вернуться к основной статье