Численный анализ фокусировки пучка убегающих электронов продольным однородным магнитным полем

Аннотация

Проведено численное моделирование ускорения и транспорта «убегающих» электронов в резко неоднородном электрическом поле и однородном ведущем магнитном поле. Рассмотрена электродная система «конический катод – сферический анод» с минимальным расстоянием между электродами 3 см, угол раствора катодного конуса 40º. Межэлектродный промежуток считался заполненным молекулярным азотом под давлением 1 атм. Напряжение на электродах предполагалось постоянным, 80 кВ. Однородное магнитное поле предполагалось направленным вдоль оси электродной системы. Индукция магнитного поля варьировалась от 0 Т до 4,3 Т.В рамках разработанной численной 3D Монте-Карло модели исследована зависимость радиуса пучка «убегающих» электронов, ускоряющегося из прикатодной области, от индукции ведущего магнитного поля. Показано, что, помимо величины индукции поля, на радиус пучка оказывает сильное влияние точка их появления в прикатодной области. Кроме того, на результаты моделирования влияет используемая в модели Монте-Карло аппроксимация дифференциального сечения рассеяния для высокоэнергетичных электронов. В результате анализа полученных данных было сделано предположение, что в эксперименте радиус пучка «убегающих» электронов определяется размером прикатодной плазменной области, которая формируется на начальном этапе развития разряда.