离子通道电子束回旋脉塞的等离子体波效应ξ资料精.pdf

　第 15 卷 　第 3 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 15 ,No. 3 　 　2003 年 3 月 HIGH POWER LASER AND PARTICL E BEAMS Mar. ,2003 　 文章编号 : (2003) 离子通道电子束回旋脉塞的等离子体波效应 1 2 3 1 唐昌建 , 　龚玉彬 , 　钱尚介 , 　张洪润 ( 1. 四川大学 应用物理系, 四川 成都 610065 ; 　2 . 电子科技大学 物理电子学院, 四川 成都 610054 ; 3 . 核工业西南物理研究院, 四川 成都 610041) 　　摘 　要 : 　研究了离子通道回旋电子束脉塞( ICECM) 中的等离子体波非线性效应。利用流体理论与自洽 非线性理论方法对 ICECM 中等离子体波效应的微观机理进行了分析。研究发现 ,等离子体波加强了电子束 的纵向群聚 ,束 - 波互作用的能量交换效率及系统增益得到明显提高。数值模拟计算表明 ,对于中等等离子体 密度、1. 5kA 电流和 1MV 加速电压的电子束 ,系统能够获得的脉冲功率和频率分别为 200MW 和 280 GHz 的毫 米波束。 ( ) 　　关键词 : 　回旋电子束脉塞 ICECM ; 　等离子体 ; 　脉塞 ; 　流体理论 ; 　非线性理论 　　中图分类号 : 　TN128 　　　　文献标识码 : 　A 　　近 10 年来 ,利用相对论电子束在离子通道中传播产生微波辐射的问题 ,一直是科学界相关领域十分关注 2 的重要课题。当电子束通过等离子体空间时 ,如果满足 γ np nb np ( nb 是电子束密度 , np 为等离子体密 γ ) 度 , 是电子束的相对论因子 ,则相对论电子束将推开等离子体电子 ,在其传播的轨道柱上留下一相对静态的 ( ) 离子群 ,被称为离子通道 IonChannel 。在满足一定的条件下 ,通道中离子空间电荷场将稳定地对电子束聚焦 ( ) [1 ] 而产生电磁相干辐射。D. H. Whittum 及 Sessler 首次提出了离子通道激光的物理模型 ICL ;在此基础上 , ( ) C.J . Tang 、刘濮鲲等分析了在通道内引入回旋电子束的聚焦机理 ,建立了离子通道电子束回旋脉塞 ICECM 系统并针对该系统电磁不稳定性进行了研究[2～4 ] ;为了进一步开展 ICECM 实验工作提供