А. П. КУЛАГО
Научный руководитель – И. С. ЩЕДРИН, к. т.н., доцент
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ЭНЕРГИЯ ПУЧКА ЭЛЕКТРОНОВ УСКОРЕННЫХ В ЛУЭ
Для простоты рассмотрено ускорение релятивистских электронных сгустков в однородном КДВ. В основу положения суперпозиций полей, создаваемых питающим генератором E0 и полей излучения последовательной цепочной релятивистских сгустков электронов движущихся с интервалом T – периодом колебаний СВЧ поля в КДВ. Определены сумма полей, энергия, приобретенная каждым сгустком при пролете однородной ускоряющей секции, мощность пучка и электронный КПД ускоряющей системы.
Рассмотрим однородную ускоряющую секцию линейного ускорителя электронов (ЛУЭ) на примере круглого диафрагмированного волновода (КДВ) с постоянными по длине 
размерами, с относительной фазовой скоростью 
, 
. Рабочими видами колебаний являются, как правило 
и 
. Электромагнитные поля создаются двумя источниками. СВЧ генератор, питающий ускоряющую секцию, создает электромагнитное поле с напряженностью электрической составляющей на оси КДВ равной [1,2]:
, (1)
где 
– напряженность ускоряющего поля, создаваемое СВЧ генератором на входе ускоряющей секции, 
– коэффициент затухания КДВ, 
– текущая продольная координата секции.
Вторым источником излучения электрического поля является ускоряемый электронный пучок. Суммарное поле EП излучаемое последовательной цепочкой точечных сгустков, имеющих заряд равный q, после окончания переходного процесса будет иметь следующее выражение [3,4]:
, (2)
Где 
– тормозящее сгусток поле, излучаемое в каждом сечении КДВ, 
, QH– нагруженная добротность секции КДВ длиной , 
– заряд сгустка, 
– скорость света, 
– последовательное сопротивление КДВ [5]
Отметим, что каждый сгусток излучает поле 
, которое будет уменьшаться в данном сечении в зависимости от величины 
по экспоненциальному закону 
, (3)
где ω=π·f– круговая частота, f – циклическая частота f=1/T, T– период.
Поле в выбранном сечении от пролетевшего сгустка к моменту прилета следующего сгустка уменьшается, как:
. (4)
Суммируя все поля бесконечно большого числа сгустков получаем, приведенное выше выражение (2).
Мы рассматриваем идеализированный случай, каждый сгусток находится в максимуме суммарного поля торможения всех сгустков и максимуме ускоряющего поля генератора, т. е.:
. (5)
Энергия, приобретаемая каждым сгустком электронов на выходе ускоряющей секции длиной в вольтах равна:
. (6)
Список литературы
1. . Поле излучения релятивистского сгустка электронов в КДВ.
НС-МИФИ-2009, секция Физика пучков и ускорительная техника.
2. , . Техника и приборы СВЧ. 1970г.
3. .С. Щедрин. Поле излучения релятивистского сгустка электронов в КДВ.
НС-МИФИ-2009, секция Физика пучков и ускорительная техника.
4. , , . Переходный процесс полей излучения релятивистских сгустков электронов в КДВ. НС-МИФИ-2009, секция Физика пучков и ускорительная техника.
5. . Последовательное сопротивление КДВ. НС-МИФИ-2009, секция Физика пучков и ускорительная техника.
6. Степнов. Диссертация КТН.
7. Обобщение теории ускорителей на волновые системы. М. Госэнергоиздат.
