ДИНАМИКА ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА ФОРМИРУЕМОГО МАГНЕТРОННОЙ ПУШКОЙ С ВТОРИЧНОЭМИССИОННЫМ КАТОДОМ, В СПАДАЮЩЕМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ СОЛЕНОИДА: ЭКСПЕРИМЕНТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ
Abstract
В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований и расчетов по формированию радиального электронного пучка магнетронной пушкой с вторичноэмиссионным катодом в диапазоне энергий электронов 35…65 кэВ и измерению его параметров при транспортировке в суммарном спадающем магнитном поле соленоида и поля рассеяния постоянных магнитов. Транспортировка пучка осуществлялась в системе, состоящей из медных колец с внутренним диаметром 66 мм, находящейся на расстоянии 85 мм от среза магнетронной пушки. Изучена зависимость тока пучка от амплитуды и градиента спада поля. Проведенные исследования показали возможность формирования радиального электронного пучка с энергией в десятки килоэлектронвольт в спадающем магнитном поле соленоида. Оптимизацией распределения магнитного поля (создаваемого соленоидом и кольцевыми магнитами) и его градиента спада можно добиться увеличения попадания электронов на одно кольцо (до ~72 % тока пучка). На основе математической модели движения электронного потока синтезировано программное средство, позволяющее получать и интерпретировать характеристики результирующих потоков. Полученные численные зависимости удовлетворительно согласуются с экспериментальными результатами для магнитного поля с большим градиентом спада. Рассмотрены различные конфигурации магнитного поля. Получены решения прямой задачи моделирования траекторий электронов для заданных начальных условий и параметров. Рассмотрены различные конфигурации магнитного поля. Показано, что для выбранных начальных условий для пучка электронов и распределений продольного магнитного поля вдоль оси пушки и канала транспортировки поток электронов попадает на вертикальный участок, длина которого порядка миллиметра. Таким образом, изменяя амплитуду и распределение магнитного поля, можно регулировать ток в радиальном направлении вдоль длины трубы, и, следовательно, место электронного облучения.
Keywords
