А. П. КУЛАГО
Научный руководитель – И. С. ЩЕДРИН, к. т.н., доцент
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
МОЩНОСТЬ УСКОРЕННОГО ПУЧКА В ЛУЭ И
ЭЛЕКТРОННЫЙ КПД
Ускоряется последовательность релятивистских электронных сгустков в однородном КДВ. Определена мощность ускоренного пучка и электронный КПД.
Энергия, приобретаемая каждым сгустком электронов на выходе ускоряющей секции длиной 
в вольтах равна [1]:
. (1)
Поскольку импульсный ток пучка можно записать в виде:
, (2)
то выражение для 
принимает следующий вид:
. (3)
Мощность пучка ускоренных электронов равна:
. (4)
Электронный КПД ускоряющей секции соответственно равен:
. (5)
Представляет интерес случай. Когда мощность пучка максимальна и, соответственно, максимальное значение приобретает электронный КПД. Определим значение ускоряемого тока, при котором 
. Прировняем к нулю производную 
, используя уравнение (4) Получаем значение тока 
, при котором .
. (6)
. (7)
Соответственно значение максимального электронного КПД равно:
. (8)
Рассмотрим максимальный КПД для секции с параметрами 
, диафрагмы без скруглений, 
см, 
, 
, 1/м (медь), 
, 
. Следует отметить, что для выбранных параметров волновода секцию для достижения максимального КПД не следует выбирать больше 
м, т. к. при такой длине 
, а максимальное значение составляет 
, при длине 3м. Кроме того заметим, что если потерь в стенках КДВ нет то кпд плавно стремится к 
с увеличением длины секции, однако, выигрыш не велик – м 
, 
м 
.
Представляет интерес оценка электронного КПД для секций, ускорителей работающих на стоячей волне с бипериодическими структурами. Используя данные в работе [6], для оптимизированной ячейки с соотношением 
, где 
- это зазор между носиками ячейки, а 
- период структуры.
Мощность ускоренного пучка, получается в ускоренной ячейке:
. (9)
Здесь 
- мощность СВЧ генератора, 
- шунтовое сопротивление ячейки, 
- число ячеек в секции, 
- коэффициент связи секции с волноводом. Ток при котором максимальная мощность передается пучку равен:
(10)
Соответственно максимальное значение КПД будет для бипериодической структуры равно:
. (11)
Для случая когда секция согласована с подводящим прямоугольнм волноводом 
и 
. Если секция пересвязана до коэффициента связи 
, то 
.
Список литературы
1. . Энергия ускоренного пучка электронов в ЛУЭ. НС-МИФИ-2009, секция Физика пучков и ускорительная техника.
2. . Поле излучения релятивистского сгустка электронов в КДВ.
НС-МИФИ-2009, секция Физика пучков и ускорительная техника.
3. , .. Техника и приборы СВЧ. 1970г.
4. .С. Щедрин. Поле излучения релятивистского сгустка электронов в КДВ.
НС-МИФИ-2009, секция Физика пучков и ускорительная техника.
5. , ,
6. . Переходный процесс полей излучения релятивистских сгустков электронов в КДВ. НС-МИФИ-2009, секция Физика пучков и ускорительная техника.
7. . Последовательное сопротивление КДВ. НС-МИФИ-2009, секция Физика пучков и ускорительная техника.
8. Степнов. Диссертация КТН.
9. Обобщение теории ускорителей на волновые системы. М. Госэнергоиздат.
