Моделирование инжекции и захвата электронов пучка в малогабаритных бетатронах методом макрочастиц

Abstract

Рассмотрена задача моделирования самосогласованной динамики электронного пучка в малогабаритных бетатронах. Дается описание численной модели, разработанной на основе метода макрочастиц. Приведены результаты моделирования процессов инжекции и захвата электронов в режим ускорения в бетатронах с аксиально_симметричным и несимметричным магнитным полем. Определены оптимальные входные параметры инжекции по энергии и току пучка (20...40 кэВ и 0,1...1,0 А), обеспечивающие максимальное число захваченных электронов. Численно исследованы способы повышения эффективности захвата за счет использования вариации внешнего магнитного поля и дополнительного отбора энергии у захваченных электронов вихревой тормозящей ЭДС. Это позволило увеличить коэффициент захвата с 4 до 7,4 % и захватить в ускорение до 7,4.1010 электронов.