Dynamic 3D grouping of electrons in beams of finite diameter

Abstract

The results of the modelling of dynamic 3D grouping of electrons in beams with finite radii confirmed the primary conclusions regarding the feasibility of this grouping principle in inhomogeneous magnetic fields, which were initially established on the basis of a filamentous beam model. It is crucial to highlight that during the dynamic 3D grouping of electrons, the expansion of the harmonics of the beam current does not result in an enhanced density of the spatial charge within the electron clusters, due to the increase in their cross-sectional area. The process of 3D beam grouping in an inhomogeneous magnetic field has the potential to facilitate the development of high-current mobile accelerators for the radiation treatment of agricultural and industrial products.

• electron beam
• dynamic 3D grouping
• inhomogeneous magnetic fields

Аннотация (на русском)

Динамическая 3D группировка электронов в пучках конечного диаметра

Проведено численное моделирование пространственной группировки электронного пучка в неоднородных магнитных полях без предварительной модуляции продольной скорости электронов. Показано, что трехмерная динамическая пространственная группировка электронов может быть реализована в реальных электронных пучках конечного радиуса.

For citation

References

1. Люиселл У. Связанные и параметрические колебания в электронике. - Изд-во Иностранной литературы, 1963.
2. Ванке В.А., Лопухин В.М., Саввин В.Л. Сверхмалошумящие усилители циклотронных волн // Успехи физических наук. - 1969. - Т. 99. - №. 12. - С. 545-569.
3. Михеев Д.А., Саввин В.Л. О группировке электронного пучка в неоднородных магнитных полях // Журнал радиоэлектроники: - 2016. - №. 5.
4. Ван Х. и др. Влияние пространственного заряда на динамику электронных пучков в реверсивной области циклотронного преобразователя энергии // Изв. РАН. Серия физическая. - 2003. - Т. 67. - №. 12. - С. 1684-1687.
5. Саввин В.Л. и др. Пространственный заряд и рекуперация энергии в циклотронном преобразователе // Журнал радиоэлектроники. - 2011. - №. 11.
6. Саввин В.Л., Коннов А.В., Казарян Г.М. Источник рентгеновского излучения с циклотронным авторезонансом. Описание патента RU2760284C1. - 2021.