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强流相对论性电子束加速及传输的研究

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第一章引言

1.1高功率脉冲技术的历史背景

1.2强流相对论粒子束的特点

1.3强流相对论电子加速器的研究现状及用途

1.3.1直线感应加速器(LIA)的现状及用途

1.3.2静电加速器的现状及用途

1.4本文工作的意义及工作简介

第二章直线感应加速器

2.1直线感应加速器的原理

2.2感应直线加速器的2.5维数值模拟

2.2.1线圈的磁场计算及数值模拟

2.2.2电子束的束传输与聚焦

2.2.3 2.5维感应加速器模拟软件ACCR

第三章紧凑型静电加速管

3.1紧凑型静电加速管的设计原理及理论

3.1.1膜片电极系统轴上电势分布

3.1.2加速管内电子束传输理论

3.1.3旁轴轨迹方程

3.1.4近轴区电场对电子束的作用力

3.2紧凑型静电加速管的数值模拟

3.2.1紧凑型静电加速管的物理模型

3.2.2紧凑型静电加速管的数值模拟

第四章小结与展望

4.1本文工作的总结

4.2对今后工作的思考

致谢

参考文献

作者攻硕期间取得的研究成果

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摘要

高功率脉冲技术(High Pulsed Power Technology)又称强流相对论粒子束(Intense Relativistic Particle Beam)(包括电子束或粒子束),也通称高功率粒子束加速器。它是由于国防科研需要而开始发展起来的一门新兴科学技术,近40年来,高功率脉冲技术的迅速发展是非常引人注目的。目前,已经能够获得在很短的时间内((20~30)ns),产生数兆电子伏,高达数十兆安培量级的强流电子束或粒子束。 高功率粒子束目前已应用到许多科学研究领域,成为有利的研究工具,例如:核爆模拟器,高能闪光X射线照相,惯性约束聚变,电磁脉冲研究,高功率微波的产生等许多方面。在这些领域中,许多方面还处在发展阶段,某一领域只要与高功率脉冲技术一结合,常常会取得具有开拓性的重大突破,并形成许多新兴学科。如抗辐射电子学,高功率电子学、强流束物理学。由于该技术高性能指标是第一要素,设计准则着重于研究与发展,因此投资大,一般由政府来承担高风险。在我国,这方面的研究更多的是理论和工程上的探索,在数值模拟上还不够成熟。 本文介绍了感应加速器的基本工作原理,对感应加速器螺线管线圈进行数值计算,通过与试验测得的磁场值对比来验证其正确性,同时分析了束流传输的基本理论和Corkscreww运动,并用Magic软件和Chipic进行数值模拟及对比。在此基础上介绍利用Chipic软件开发的2.5维感应加速器模拟软件。 最后利用电子光学原理提出一种新型的紧凑型静电加速管,该加速管全长不到一米,在不加磁场的基础上能将电子束加速到10MeV以上。通过Magic模拟,优化出一种比较好的结构,使束流能顺利通过加速管。

著录项

  • 作者

    雷翔;

  • 作者单位

    电子科技大学;

  • 授予单位 电子科技大学;
  • 学科 等离子体物理
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 祝大军;
  • 年度 2007
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TL541;
  • 关键词

    脉冲技术; 感应加速器; 数值模拟;

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