Study of Distribution Function of Relativistic Electron Beam in Plasma Loaded Backward Wave Oscillator

等离子体加载逆波振荡器中相对论性电子束分布函数的研究

基本信息

  • 批准号:
    06680440
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1994
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1994 至 1995
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

X-ray radiated by an intense electron beam is measured in order to study an electron beam distribution function in backward wave oscillators. Since the radiation is Bremsstrahlung for collisions between beam electrons and plasma ions, the X-ray measurements are performed with the plasmas loaded backward wave oscillators.First, in order to find a suitable electron beam for the X-ray diagnostics, the generation and propagation of intense electron beams for the backward wave oscillator are investigated.Second, the relationship between the beam parameters and the operation modes of the backward wave oscillators is studied. There are two main operation modes, these are conventional Cherenkov oscillation and slow cyclotron maser. The latter is a new mechanism which is proposed and demonstrated for the first time. The plasma increases the oscillation efficiency of the backward wave oscillators by an amount from several to ten times. This plasma effect is observed for the two operation modes of backward wave oscillators.Finally, X-ray detecting system using silicon surface barrier diodes is prepared. Analyzing code used takes into account the X-ray response of the detector and the angular dependence of Bremsstrahlung. According to our X-ray diagnostics, intense electron brams produce plasma with a few keV energy, which is not contribute the currents. The beam energy distribution is relatively broad, might be an plateau like, not Maxwellian or delta function like.For the study of the relationships between the beam distribution function and the operation mechanism of backward wave oscillators, we plan to increase the accuracy of X-ray diagnostics and perform the systematic X-ray measurements.
为了研究返波振荡器中的电子束分布函数,测量了强流电子束辐射的X射线。由于束流电子与等离子体离子碰撞的辐射是韧致辐射,因此X射线测量是在加载等离子体的返波振荡器上进行的。首先,为了找到适合X射线诊断的电子束,研究了返波振荡器强电子束的产生和传播。其次,研究了返波振荡器工作模式与束流参数的关系。主要有两种工作模式,即常规切伦科夫振荡和慢回旋脉泽。后者是首次提出并论证的新机制。等离子体将返波振荡器的振荡效率提高几倍到十倍。在返波振荡器的两种工作模式下观察到了这种等离子体效应。最后,研制了硅面垒二极管X射线探测系统。分析所使用的代码考虑了探测器的X射线响应和轫致辐射的角度依赖性。根据我们的X射线诊断,强电子束产生的等离子体具有几keV的能量,这是没有贡献的电流。为了研究返波振荡器工作机理与束流分布函数之间的关系,我们计划提高X射线诊断的准确性,并进行系统的X射线测量。

项目成果

期刊论文数量(44)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A.Shkvarunets: "Plasma Influence on the Dispersion Properties of Finite Length Corrugated Waveguides" Physical Review E. 53. R2045-R2048 (1996)
A.Shkvarunets:“等离子体对有限长度波纹波导色散特性的影响”物理评论 E. 53. R2045-R2048 (1996)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
金 元燮: "24GHz帯大口径後進波発振器の設計" プラズマ・核融合学会誌. 72. 338-346 (1996)
Won Seop Kim:“24 GHz 频段大直径后向波振荡器的设计”日本等离子体与核聚变学会杂志 72. 338-346 (1996)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Md.R.Amin, et al.: "Resonant Enhancement of Radiation from a Backward Wave Oscillator Utilizing Large Diameter Corrugated Metal Structure" Journal of the Physical Society of Japan. Vol.64, no.11. 4473-4484 (1995)
Md.R.Amin 等人:“利用大直径波纹金属结构的后波振荡器的辐射共振增强”,日本物理学会杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Md.R.Amin, et al.: "Electromagnetic Field Properties of Axial Modes in a Finite Length X-band Slow Wave Structure" Journal of the Physical Society of Japan. Vol.65, no.2. 627-634 (1996)
Md.R.Amin 等人:“有限长度 X 波段慢波结构中轴向模式的电磁场特性”日本物理学会杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Ogura et al.: "Experimental Demonstration of a High-Power Slow-Wave Electron Cyclotron Maser Based on a Combined Resonance of Cherenkov and Anomalous Doppler Interactions" Physical Review E. Vol.53, no.3. 2726-2729 (1996)
K.Ogura 等人:“基于切伦科夫和反常多普勒相互作用的组合共振的高功率慢波电子回旋脉泽的实验演示”物理评论 E. 第 53 卷,第 3 期。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • 资助金额:
    $ 1.22万
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  • 资助金额:
    $ 1.22万
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