Многопучковой сферотрон

Abstract

Предложены два типа сферотрона-диотрона на двусферическом резонаторе (раннее в статье был предложен сферотрон-диотрон с несинхронным взаимодействием на двусферическом резонаторе, где электронный поток в этом генераторе проходит по оси z резонатора от внешней сферы до внутренней и взаимодействует с продольным (осевым) электрическим полем резонатора). Первый тип сферотрона имеет ряд электронных лучей (пучков), проходящих от внешней сферы резонатора к внутренней под углами  относительно оси z резонатора: =0, /8, /4. Взаимодействие электронов с полем резонатора в нем осуществляется за счет возникновения квадратичных сил в возрастающем в направлении движения электронов поле. Во втором типе сферотрона (обращенном сферотроне) радиальные электронные пучки расположены по полудуге экваториальной плоскости резонатора, а электроны движутся от внутренней сферы к внешней. Взаимодействие в нем осуществляется из-за пространственной фазировки электронов. В обоих типах сферотронов достижим КПД 30 % при сверхбольшой мощности в импульсном режиме и суммарных токах пучков в десятки килоампер. Приведенные в статье данные свидетельствуют о перспективности многолучевого и oбращенного сферотрона по следующим показателям: чрезвычайная простота конструкции; не требуется прецизионных решеток или гребенок с шагом, значительно меньшим длины волны; не требуются фокусирующие магнитные системы; обеспечивается электронный КПД 26…45 %. Заметим, что сферотрон – прибор большой мощности (10–100 МВт в импульсе длительностью 1–10 нс), поскольку для поддержания эффективности несинхронного взаимодействия нужна высокая величина напряженности электромагнитного поля, что достигается только при большой мощности прибора.