Формування Зображень Електронними Пучками, Що Емитовані Катодами Нециліндричної Форми В Магнітному Полі Магнетронної Гармати

Abstract

Розглянути можливі напрями модифікації магнетронної гармати як джерела електронного потоку с катодами,, форма яких відрізняється від аксіально-симетричної циліндричної форми. Об'єктом даної роботи є вивчення параметрів електронного пучка, емітованого такими катодами, при його транспортуванні в інтенсивному градієнтному магнітному полі соленоїда і побудова обчислювальної моделі руху електронного потоку в області поля. Удосконалення магнетронної гармати, що полягає у застосуванні інтенсивних магнітних полів з підвищеним градієнтом їхньої напруженості, дає можливість розглянути нові явища в просторовій картині еволюції електронних пучків, а також дослідити вплив стартових характеристик частинок при емісії на тип траєкторій електронів. Метою досліджень стало створення математичних та програмних моделей руху таких електронних пучків з енергією в десятки кеВ у магнітних полях обраної конфігурації, дослідження формування зображень траєкторій електронів пучка від початкових умов та розподілу магнітного поля вздовж осі системи. Використовано математичні та чисельні моделі перетворення дослідних даних аналітичними функціями. У роботі на основі гамільтонового формалізму руху електронів у магнітному полі синтезовано програмний засіб, що дозволяє провести чисельне моделювання динаміки електронних потоків у магнітному полі соленоїда. Наводяться результати чисельного моделювання руху електронного потоку. Отримані результати моделювання свідчать про можливість за умов експерименту встановити режими зображень, перспективних для корегування структурно-фазових властивостей матеріалу мішеней. Потік електронів на виході магнетронній гармати відчуває перебудову радіального розподілу, яка визначається видом магнітного поля та його градієнтом в каналі транспортування пучка. При цьому форма поперечного розподілу на старті також трансформується відповідно впливу поля. У роботі на прикладах чисельно досліджена еволюція поперечних розмірів електронного пучка, що формується магнетронною гарматою від конфігурації магнітного полю в каналі транспортування частинок. Показано, що зі зростанням максимальної амплітуди та/або градієнта поля ефект радіального перетворення (фокусування або дефокусування) пучка є більш виражений. Наведені результати вказують на можливість фокусування, а також дефокусування, електронного пучка, який емітований катодами міліметрових діаметрів, що може бути використано при опроміненні поверхонь циліндричних зразків, які розміщені в області наростаючого або спадаючого магнітного поля.