Improved Suppression of Parasitic Oscillations in Gyrotron Beam Tunnels by Proper Selection of the Lossy Ceramic Material

Chelis, Ioannis; Avramidis, Konstantinos A.; Ioannidis, Zisis C.; Tigelis, I. G.

doi:10.1109/ted.2017.2784198

Cited by 20 publications

(17 citation statements)

References 23 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…As the nominal operating beam current is 40 A, one could see that with the wall resisitivies considered in figure 14 and with no velocity spread, the TE 16,4 mode is still expected to be excited as the largest starting current is around 21 A. However, for this resistivity value, the good conductor assumption made in the derivation of the surface impedance model is violated ( σ ω 0 1) [7].…”

Section: Distributed Lossesmentioning

confidence: 97%

“…Among the non-self consistent models, some are assuming a fixed field profile [1]. They compute the electric field profile for a given geometry and evaluate afterwards its effect on the interaction [7]. When dielectric loadings are used, usually their effect is based on non-self-consistent models [8].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…When dielectric loadings are used, usually their effect is based on non-self-consistent models [8]. For stacked rings beam ducts, the extremely complicated electromagnetic system does not allow a self consistent model so far [7,9]. Another approach to approximate a dielectric loading is to use a metallic boundary condition with a very low conductivity [10,11,12].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Parasitic Oscillations in Smooth-Wall Circular Symmetric Gyrotron Beam Ducts

Genoud

Alberti

Tran

et al. 2018

J Infrared Milli Terahz Waves

View full text Add to dashboard Cite

In order to study parasitic oscillation that may occur in a realistic beam duct upstream to the gyrotron cavity, the self-consistent linear and spectral code TWANGlinspec has been modified. The large inhomogeneities in the smooth-wall beam duct geometry or in the magnetic field profile required the implementation of a numerical approach using a hybrid finite element method. The new model permits to characterize a large number of potentially spurious TE modes. Compared to previous studies on gyrotron beam duct instabilities, an extended interaction space including also the gyrotron cavity has been considered. The role of the connecting part between the beam duct and the cavity, called spacer, is highlighted and it is shown that the gyro backward-wave TE modes excited in this region generally have their minimum starting current. The sensitivity of the minimum starting current on electron beam velocity spread is also evaluated.

show abstract

Section: Distributed Lossesmentioning

confidence: 97%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Parasitic Oscillations in Smooth-Wall Circular Symmetric Gyrotron Beam Ducts

Genoud

Alberti

Tran

et al. 2018

J Infrared Milli Terahz Waves

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Μια τέτοια μελέτη είναι εκτός των ορίων της παρούσας διατριβής, αλλά είναι πολύ σημαντική για να κατανοηθεί πλήρως η επίδραση των αυλακώσεων σε τέτοιες διατάξεις, π.χ. σε διαύλους δέσμης γυροτρονίων για την κατάπνιξη των παρασιτικών ταλαντώσεων [28], [135].…”

Section: εκτενέστερη μελέτη συμπεριφοράς κυματοδηγών με αζιμουθιακές αυλακώσειςunclassified

Μελέτη Φαινομένων Αλληλεπίδρασης Ηλεκτρονικής Δέσμης Και Ηλεκτρομαγνητικών Κυμάτων Σε Σύνθετες Διατάξεις Κυματοδηγών

Πεπόνης¹

View full text Add to dashboard Cite

Στην παρούσα διατριβή μελετάται το πρόβλημα της αλληλεπίδρασης μεταξύ της ηλεκτρονικής δέσμης και των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε σύνθετες διατάξεις κυματοδηγών, με εφαρμογές σε λυχνίες παραγωγής μικροκυματικής και χιλιοστομετρικής ακτινοβολίας. Η μελέτη του φυσικού προβλήματος γίνεται με χρήση των εξισώσεων Maxwell σε διαφορική μορφή, ώστε να μπορούν να εισάγονται και οι κατάλληλες συνοριακές συνθήκες στα όρια της διάταξης. Επειδή η γεωμετρία της διάταξης μπορεί να είναι πολύπλοκη, η επίλυση του προβλήματος απαιτεί κατάλληλο αριθμητικό κώδικα, ο οποίος εκτός των εξισώσεων Maxwell θα επιλύει με αυτοσυνεπή τρόπο και τις εξισώσεις κίνησης της ηλεκτρονικής δέσμης. Ο κώδικας αυτός εφαρμόζει τη μέθοδο FDTD για την επίλυση του ηλεκτρομαγνητικού προβλήματος σε κυλινδρικές συντεταγμένες και τη μέθοδο PIC για το πρόβλημα της αλληλεπίδρασης δέσμης-κυμάτων. Αρχικά, χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη διατάξεων κυλινδρικών κυματοδηγών χωρίς την παρουσία ηλεκτρονικής δέσμης (πρόβλημα ψυχρής διάταξης) και στη συνέχεια μελετήθηκαν διατάξεις και με την παρουσία δέσμης (πρόβλημα θερμής διάταξης). Στις διατάξεις αυτές περιλαμβάνονται κυματοδηγοί με περιοδική αξονική επιφανειακή αυλάκωση (με ή χωρίς διηλεκτρικό υλικό) καθώς και κυματοδηγοί με περιοδική αζιμουθιακή επιφανειακή αυλάκωση. Για τις διατάξεις αυτές υπολογίστηκαν αρχικά οι πεδιακές κατανομές και στη συνέχεια από αυτές βρέθηκαν τα χαρακτηριστικά διάδοσης των διαφόρων ρυθμών καθώς και οι παράμετροι σκέδασης. Επιπλέον, για την περίπτωση του λείου κυματοδηγού καθώς και αυτού με αξονική αυλάκωση, υπολογίστηκαν οι πεδιακές κατανομές και τα χαρακτηριστικά της αλληλεπίδρασης των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων με την ηλεκτρονική δέσμη, ενώ έγιναν και παραμετρικές μελέτες για την επίδραση των χαρακτηριστικών της διάταξης και της ηλεκτρονικής δέσμης στην αλληλεπίδραση αυτή. Τα αριθμητικά αποτελέσματα εμφανίζουν ικανοποιητική συμφωνία με τα αντίστοιχα θεωρητικά καθώς και με τα αποτελέσματα από άλλους αριθμητικούς κώδικες και εμπορικά εργαλεία.

show abstract

“…Για τα άλλα τρία υλικά εισαγάγουμε στον επιλύτη του προγράμματος σταθερές τιμές για το πραγματικό και φανταστικό μέρος, μικρότερες από αυτές του SiC. Έχει παρατηρηθεί ότι υλικά, τα οποία έχουν μικρότερες διηλεκτρικές σταθερές από αυτά που χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα στα γυροτρόνια, μπορούν να βελτιώσουν την απορρόφηση παρασιτικών ρυθμών[33].Σχήμα 4.1: Γραφική απεικόνιση αξονικής τομής διαύλου δέσμης γυροτρονίου με κεραμικά υλικά και τροχιάς ηλεκτρονίου (μπλε) για τον υπολογισμό του συντελεστή ποιότητας Q και της παραμέτρου R/Q. έχει αύξουσα τάση και για τα επόμενα 4 GHz φθίνει με αλληλουχία τοπικών κορυφών.…”

unclassified

Φαινόμενα Σκέδασης Σε Μέσα Με Ανισοτροπία Και Ανομοιογένεια Με Εφαρμογές Στην Ελεγχόμενη Θερμοπυρηνική Σύντηξη

Ζήσης¹

View full text Add to dashboard Cite

Η ελεγχόμενη πυρηνική σύντηξη αναπτύσσεται με στόχο την αντικατάσταση των πηγών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που υπάρχουν μέχρι σήμερα, καθώς τα παράγωγα της είναι λιγότερα ρυπογόνα. Οι αντιδραστήρες σύντηξης αποτελούνται από πολλά και πολύπλοκα σε σχεδίαση υποσυστήματα. Ένα από αυτά τα υποσυστήματα είναι το γυροτρόνιο που αποτελεί την κύρια πηγή μικροκυματικής ακτινοβολίας για τη θέρμανση του πυρήνα του πλάσματος στο εσωτερικό του αντιδραστήρα. Μέρος του γυροτρονίου είναι ο δίαυλος δέσμης. Στο δίαυλο δέσμης αναπτύσσονται παρασιτικές ταλαντώσεις που μπορούν να μειώσουν την απόδοση του. Μελετάτε η επίδραση που μπορεί να έχουν οι παρασιτικές ταλαντώσεις στη δέσμη ηλεκτρονίων στην περίπτωση εφαρμογής υλικών με απώλειες στο δίαυλο. Στη συνέχεια, γίνεται μελέτη για τα φαινόμενα που αναπτύσσονται κατά τη διάδοση της ακτινοβολίας προς το κέντρο του πυρήνα του πλάσματος για περιπτώσεις κατά τις οποίες η πυκνότητα του πλάσματος παρουσιάζει ανομοιογένειες. Εμπορικά διαθέσιμα προγράμματα χρησιμοποιήθηκαν για την εκτέλεση των προσομοιώσεων. Ειδικότερα, προσομοιώθηκε δίαυλος δέσμης συνεχούς ακτίνας με προσθήκες από υλικά που έχουν διηλεκτρικές σταθερές μικρότερες από το SiC. Υπολογίστηκαν ο συντελεστής ποιότητας καθώς και η παράμετρος R/Q που χρησιμοποιείται ως μέτρο της έντασης της αλληλεπίδρασης δέσμης-κύματος για ρυθμούς που διαδίδονται αντίθετα με τη κίνηση των ηλεκτρονίων από την πηγή. Για τη μελέτη των φαινομένων σκέδασης σε πλάσμα υπολογίστηκε η εξίσωση διασποράς με βάση τη χρονική εξάρτηση του επιλύτη προγράμματος. Προσομοιώθηκαν περιπτώσεις στις οποίες το περιβάλλον πλάσμα περιέχει μία κυκλική περιοχή με αυξημένη πυκνότητα πλάσματος, γκαουσιαννή κατανομή πυκνότητας πλάσματος και σκέδαση από ημιτονοειδής διαμορφωμένη επιφάνεια. Μελετήθηκαν Electron Cyclotron και Lower Hybrid ρυθμοί με και χωρίς συγκρούσεις κατά τον υπολογισμό της διηλεκτρικής σταθεράς.

show abstract

Improved Suppression of Parasitic Oscillations in Gyrotron Beam Tunnels by Proper Selection of the Lossy Ceramic Material

Cited by 20 publications

References 23 publications

Parasitic Oscillations in Smooth-Wall Circular Symmetric Gyrotron Beam Ducts

Parasitic Oscillations in Smooth-Wall Circular Symmetric Gyrotron Beam Ducts

Μελέτη Φαινομένων Αλληλεπίδρασης Ηλεκτρονικής Δέσμης Και Ηλεκτρομαγνητικών Κυμάτων Σε Σύνθετες Διατάξεις Κυματοδηγών

Φαινόμενα Σκέδασης Σε Μέσα Με Ανισοτροπία Και Ανομοιογένεια Με Εφαρμογές Στην Ελεγχόμενη Θερμοπυρηνική Σύντηξη

Contact Info

Product

Resources

About