充填不同气体相对论返波管特性的pic-mcc模拟-物理学报.pdf

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充填不同气体相对论返波管特性的pic-mcc模拟-物理学报

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 #$ $ ’1 $ , , , OB7 0#$ /B 0$ PQ7R ’1 ( ) %,G’I’1I#$ $ I(!%G,% J+KJ )LMN*+J N*/*+J !’1 +S:H 0 )SR 0 NB= 0 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 充填不同气体相对论返波管特性的!#$%## 模拟 李小泽 王建国 童长江 张 海 (西北核技术研究所,西安市 信箱 室,西安 ) ! # $%’( ( 年 月 日收到; 年 月 日收到修改稿) ’$ %% ’’ ’$ %’ 讨论了)*+,-++ 方法的基本原理以及在./*)*+ 软件中的编程实现,并用该软件模拟了充填不同种类气体在 不同气压下相对论返波管的气体电离过程,讨论了所产生的等离子体对电子束的传输以及波束相互作用的影响0 给出了返波管输出功率、频率和起振时间随气体种类和气压等参数的变化情况 模拟结果表明,电离产生的阳离子 0 是返波管性能改善的原因,而腔内滞留的低能电子是破坏返波管振荡而引起脉宽缩短的重要因素0 关键词:蒙特卡罗碰撞,粒子模拟,高功率微波,相对论返波管 : , , , !## 1$!2 (%13 #’!# #’1) 填充中性气体的电离过程0 ./*)*+ 为全电磁’ 4# 维 ( )软件,其中开放边界采用卷积完 %4 引 言 )*+ )859:=76,:H,+677 [] ! 全匹配层方法 ,电子与气体相互作用采用蒙特卡 相对 论 返 波 管 ( 罗碰撞( , )方法 使用 56789:;:9:= 8=?@85A @8;6 -BH96,+857B =B77::BH -++ 0 -++ , )具有高功率、高效率和结构简单等 方法来模拟不同气体与电子相互作用,能更准确地 B=:7789B5 CDEF 特点,从上世纪 年代以来一直是研究热点 实验 模拟等离子体的产生过程,以及碰撞后各种粒子之 $ 0 表明,在CDEF 中充填一定密度的等离子体能提高

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