存在清除电极时的平衡离子分布及其对电子动力学的影响
加速器物理
2008-11-26 v1 计算物理
摘要
本文计算了安装离子清除电极时由电子束产生的离子分布。该离子密度是气体电离与离子清除之间达到平衡的结果。横向离子分布在电子束中心呈现强峰值，对电子束产生极强的非线性力。我们将分析这些非线性场对电子束性质的扰动。为了获得合理的模拟速度，我们开发了快速算法，利用了 Maxwell 方程和 Lorentz 力的绝热不变量与标度性质。我们的结果与高电流能量回收直线加速器高度相关，在这些加速器中离子产生相对较快，且电子束中的清除间隙难以用于消除离子。因此，本文的示例采用了 Cornell 能量回收直线加速器项目的参数。为简单起见，我们仅考虑直径变化的圆形电子束情况。然而，我们对这一模型进行了参数化，以很好地近似非圆形束。我们找到了清除电极的合适位置，并计算了平衡离子密度及其对电子发射度增长和晕晕发展的影响。我们发现，仅在电子束势阱最小处（即离子聚集处）放置清除电极是不够的。
引用
@article{arxiv.0706.2897,
title = {Equilibrium ion distribution in the presence of clearing electrodes and its influence on electron dynamics},
author = {Georg H. Hoffstaetter and Christian Spethmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:0706.2897},
year = {2008}
}