Приведены результаты расчета интенсивных электронных пучков в пространстве взаимодействия и в многоступенчатом коллекторе лампы бегущей волны (ЛБВ) по комплексу взаимосвязанных программ. Отличительной особенностью комплекса является модель многоскоростного по поперечным составляющим скорости электронного потока в пространстве взаимодействия и определение огибающих электронного пучка, содержащих заданный процент тока. Проведено сопоставление расчетных и экспериментально измеренных характеристик электронного пучка в ЛБВ.
Выполнено моделирование электронно‐оптической системы мощного клистрона с распределенным взаимодействием коротковолновой части миллиметрового диапазона, обеспечивающей формирование электронного пучка с компрессией ~ 200 и его транспортировку в пролетном канале резонаторной системы диаметром 0,38 мм при анодном напряжении 17,5 кВ и токе пучка 0,7 А.
Представлен программный комплекс ELIS, предназначенный для моделирования процессов первичного формирования и ускорения пучка в аксиально-симметричных электроннооптических системах плазменных источников электронов, который позволяет проводить сравнительный анализ формирования электронного пучка в различных физических условиях, в том числе при условии неподвижной поверхности эмиттера. Рассмотрена архитектура разработанного программного комплекса.
Представлен алгоритм моделирования установления плазменной границы, основу которого составляет метод декомпозиции расчетной области. Предложенный метод расчета положения и формы эмитирующей поверхности нашел применение в задаче моделирования формирования электронного пучка в плазменных источниках электронов.
Методами импульсной оптической тенеграфии, рентгеновского обскурографирования и времяпролетных измерений получены экспериментальные свидетельства реализации явления “убегания” электронов в приосевой области Z-пинчевого разряда в среде тяжелых элементов
Проведено исследование пространственной структуры и динамики плазмы в разряде сильноточной вакуумной искры методом импульсной тенеграфии. Обнаружена анизотропия истечения плазмы из области формирования микропинча. Зарегистрировано существование полостей в плазме перетяжки на стадии завершения процесса пинчевания. На периферии разряда зафиксировано формирование волокнистой структуры плазмы
В статье разработан алгоритм численного решения самосогласованной задачи расчета электронных пушек в прикатодной области методом итераций, свободный от каких-либо априорных предположений о характере формирования электронного пучка в прикатодной области. Разработанный алгоритм и построенная на его основе компьютерная программа обеспечивают устойчивое решение задачи для различных конфигураций катода (выпуклой, вогнутой и плоской) в различных режимах. В качестве теста получено хорошее соответствие между численными результатами и известным аналитическим решением для плоского одномерного диода. Исследованы особенности формирования электронного пучка вблизи краев эмиттера.
В работе представлены результаты компьютерного моделирования электронно-оптической системы пушки с плазменным эмиттером. Моделирование выполнено с использованием программных кодов KOBRA3-INP, XOOPIC и Ansys. Представленные результаты описывают формирование и транспортировку электронного пучка. Выполнен траекторный анализ. Описаны механизмы влияния газа в области первичного формирования, ускорения и транспортировки пучка на энергетическую неоднородность пучка и его ток. Представлены рекомендации по оптимизации электронно-оптической системы с плазменным эмиттером.
Рассмотрены возможности использования нового метода непрерывной аппроксимации ступенчатых функций, основанного на использовании тригонометрических выражений в виде рекурсивных функций. Расчеты проведены для классической модели диффузии неосновных носителей заряда, генерированных широким электронным пучком в двухслойном полупроводниковом материале.
С использованием форвакуумного плазменного источника электронов осуществлен процесс электронно-лучевого испарения алюмооксидной керамики в диапазоне давлений 5—15 Па. При плотности мощности электронного пучка 103 Вт/см2 скорость испарения керамики составляла 4 г/ч. Полученные результаты открывают возможность эффективного нанесения керамических покрытий на основе электронно-пучковых методов.
Представлены результаты экспериментов по исследованию взаимодействия электронного пучка с поверхностью непроводящей мишени в форвакуумной области давлений (1–10 Па). Показано, что распределение потенциала существенно зависит от энергии пучка, давления газа и плотности тока электронного пучка на мишень. На основе численного моделирования анализируется эволюция распределения потенциала на поверхности мишени при изменении профиля распределения плотности тока пучковых электронов.
Проведены измерения потенциала изолированного коллектора и параметров пучковой плазмы, генерируемой вблизи коллектора при давлении рабочего газа (аргон) в несколько Па. Установлена связь концентрации плазмы с потенциалом коллектора. Показано, что характер этой связи не зависит от способа изменения потенциала. В установлении потенциала изолированного коллектора решающее значение имеет материал коллектора. При изменении энергии электронов в пучке от 2 до 7 кВ потенциалы коллекторов из меди, титана и нержавеющей стали изменяются от десятков до нескольких сотен вольт, в то время как потенциал алюминиевого коллектора не превышает 100 В. Сформулировано предположение о существенной роли вторично-эмиссионных процессов как в установлении потенциала коллектора, так и в формировании пучковой плазмы.
- 1
- 2