强激光与粒子束
彊激光與粒子束
강격광여입자속
HIGH POWER LASER AND PARTICLEBEAMS
2012年
3期
732-738
,共7页
董烨%董志伟%杨温渊%陈军%周前红%孙会芳%周海京
董燁%董誌偉%楊溫淵%陳軍%週前紅%孫會芳%週海京
동엽%동지위%양온연%진군%주전홍%손회방%주해경
高功率微波%蒙特卡罗碰撞%粒子模拟程序%磁绝缘线振荡器%脉冲缩短
高功率微波%矇特卡囉踫撞%粒子模擬程序%磁絕緣線振盪器%脈遲縮短
고공솔미파%몽특잡라팽당%입자모의정서%자절연선진탕기%맥충축단
针对气体碰撞电离过程,介绍了蒙特卡罗碰撞(MMC)的处理方法,利用MMC方法编写了气体碰撞电离模块,将其移植到3维全电磁粒子模拟程序NEPTUNE之中,模拟了充有He气的磁绝缘线振荡器(MILO).模拟结果表明:当He气密度较低时,电离的正离子由于较重无法自由移动,形成了正离子通道,可以有效中和电子束空间电荷场,有利于电子束传输和群聚,提高了束波互作用效率,微波输出功率得到了明显提高,起振时间也有所缩短；当进一步增加He气密度时,电离碰撞增强,电子和离子数目会雪崩式增长,电子束由于碰撞增强而导致能散度增大,其负效应已经远大于中和空间电荷场的正效应,反而不利于电子束的群聚和共振,从而导致输出微波功率降低乃至截断,起振时间缩短是由于其在非雪崩阶段的正效应积累所致,但是随着负效应的增强起振功率不能得以维持,二极管最终将闭合.另外,还模拟了MILO填充空气、水蒸气及二氧化碳等多原子、多组分气体的碰撞电离物理过程.模拟结果显示,同压强情况下,填充空气、水蒸气及二氧化碳的脉冲缩短现象要比填充He气等较低原子序数气体的情况严重得多.
針對氣體踫撞電離過程,介紹瞭矇特卡囉踫撞(MMC)的處理方法,利用MMC方法編寫瞭氣體踫撞電離模塊,將其移植到3維全電磁粒子模擬程序NEPTUNE之中,模擬瞭充有He氣的磁絕緣線振盪器(MILO).模擬結果錶明:噹He氣密度較低時,電離的正離子由于較重無法自由移動,形成瞭正離子通道,可以有效中和電子束空間電荷場,有利于電子束傳輸和群聚,提高瞭束波互作用效率,微波輸齣功率得到瞭明顯提高,起振時間也有所縮短；噹進一步增加He氣密度時,電離踫撞增彊,電子和離子數目會雪崩式增長,電子束由于踫撞增彊而導緻能散度增大,其負效應已經遠大于中和空間電荷場的正效應,反而不利于電子束的群聚和共振,從而導緻輸齣微波功率降低迺至截斷,起振時間縮短是由于其在非雪崩階段的正效應積纍所緻,但是隨著負效應的增彊起振功率不能得以維持,二極管最終將閉閤.另外,還模擬瞭MILO填充空氣、水蒸氣及二氧化碳等多原子、多組分氣體的踫撞電離物理過程.模擬結果顯示,同壓彊情況下,填充空氣、水蒸氣及二氧化碳的脈遲縮短現象要比填充He氣等較低原子序數氣體的情況嚴重得多.
침대기체팽당전리과정,개소료몽특잡라팽당(MMC)적처리방법,이용MMC방법편사료기체팽당전리모괴,장기이식도3유전전자입자모의정서NEPTUNE지중,모의료충유He기적자절연선진탕기(MILO).모의결과표명:당He기밀도교저시,전리적정리자유우교중무법자유이동,형성료정리자통도,가이유효중화전자속공간전하장,유리우전자속전수화군취,제고료속파호작용효솔,미파수출공솔득도료명현제고,기진시간야유소축단；당진일보증가He기밀도시,전리팽당증강,전자화리자수목회설붕식증장,전자속유우팽당증강이도치능산도증대,기부효응이경원대우중화공간전하장적정효응,반이불리우전자속적군취화공진,종이도치수출미파공솔강저내지절단,기진시간축단시유우기재비설붕계단적정효응적루소치,단시수착부효응적증강기진공솔불능득이유지,이겁관최종장폐합.령외,환모의료MILO전충공기、수증기급이양화탄등다원자、다조분기체적팽당전리물리과정.모의결과현시,동압강정황하,전충공기、수증기급이양화탄적맥충축단현상요비전충He기등교저원자서수기체적정황엄중득다.
