Физическая энциклопедия - сильноточные ускорители

каскадах. Рис. 1. Схема сильноточного ускорителя: 1 высоковольтный выпрямитель; 2 промежуточный накопительный элемент; 3 электроды двойной формирующей линии; 4 трансформирующая линия передачи; Р разрядники; C ёмкости. Эти каскады выполнены обычно в виде отрезков линий передачи, погружённых в диэлектрик для увеличения уд. энергоёмкости.

энергии покоя m0c2. При этом эффективно эмиттирующие участки расположены по периферии катода, а ток на аноде сфокусирован в центр. пятно малого размера. В существующих С. у. энергия ч-ц пучка ограничена (10-15 МэВ) трудностями высоковольтной техники. Длительность импульса варьируется в диапазоне от 30 нс до 10 мкс. Нижний предел определяется возможностями формирования мощного импульса ускоряющего напряжения, а верхний конечным энергозапасом накопит.

элемента и заполнением ускоряющего промежутка образующейся на электродах плазмой. Электронный пучок используется либо внутри диода, либо выводится в дрейфовое пространство через окно в аноде из тонкой фольги, прозрачной для электронов. Распространены также коаксиальные диоды с продольным магн. полем, вдоль к-рого распространяется пучок.

пробоя анода вдоль его поверхности. Чтобы увеличить долю энергии, передаваемую в ионный пучок, ток электронов через диод должен быть уменьшен при условии сохранения большого отрицат. пространств. заряда. Рис. 3. Схемы ионных диодов с магн. изоляцией (а) и рефлексных диодов (б): К катод; А анод; П поверхностная плазма; H-поперечное магн.

поле; Тртраектории электронов; Тр+ -траектории ионов; В виртуальный катод (плоскость остановки электронов). Для этого используется либо магн. поле (т. н. диоды с магн. изоляцией, рис. 3, а), либо полупрозрачные для ускоренных электронов аноды (т. н. рефлексные диоды и триоды, рис. 3, б). В последнем случае электроны осциллируют вблизи анода, создавая увеличенный пространств.

отрицат. заряд. Эффективность таких источников 5060% при импульсном токе ионов I0=1 МА и напряжении =1 MB. С. у. характеризуются большими значениями запасённой энергии (до неск. МДж), мощности (до десятков ТВт) и сопутствующих электромагн. полей пучка в сочетании с высоким (десятки %) коэфф. передачи ему энергии от накопит. элемента. С. у.

применяются гл. обр. для нагрева плазмы, создания с помощью полей пучка магнитных ловушек и для сжатия микромишеней в системах управляемого термоядерного синтеза с инерциальным удержанием. Кроме того, пучки, создаваемые С. у., используются для генерации сверхмощных импульсов СВЧ-колебаний в диапазоне от субмиллиметровых до дециметровых волн, для накачки химических лазеров и газовых лазеров высокого давления, в коллективных методах ускорения ионов и т.