Фізика процесів у лінійно-поляризованих індукційних ондуляторних прискорювачах (ЕН-прискорювачах) та системах на їх базі - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук Фізика процесів у лінійно-поляризованих індукційних ондуляторних прискорювачах (ЕН-прискорювачах) та системах на їх базіРобота виконана в Сумському державному університеті Міністерства освіти і науки України Науковий керівник-доктор фізико-математичних наук, професор Куліш Віктор Васильович, Сумський державний університет завідувач кафедри теоретичної фізики Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, Михайлов Ігор Федорович, Національний технічний університет старший науковий співробітник кафедри “Фізика металів та напівпровідників” кандидат фізико-математичних наук, Засенко Володимир Іванович, Інститут теоретичної фізики ім. Боголюбова НАН України старший науковий співробітник відділуАктуальність теми зумовлена тим, що прискорювачі заряджених частинок дедалі більше набувають практичного застосування у сучасній цивільній індустрії, як систем дефектоскопії та контролю у машинобудуванні, системи для знезараження стічних вод, стерилізації медичних, біологічних препаратів і харчових продуктів тощо. Одним із результатів даної роботи є обґрунтування того, що такі системи реально можуть бути розроблені на базі фізичного принципу прискорення, який покладено в основу ондуляторних індукційних прискорювачів (ЕН-прискорювачів). Відповідно при однакових величині прискорюючого електричного поля і довжині траєкторії, загальний лінійний габарит прискорювального блока ЕН-прискорювачів виявляється у декілька разів меншим, ніж ЛІП. При цьому специфікою конструкції індукторних систем (індукторів), призначених для їх генерування, є те, що електричні поля у зовнішньому просторі, що оточує індуктори, взаємно гасяться, і тому ЕН-прискорювачі характеризуються низьким рівнем зовнішніх електричних полів при високій їх інтенсивності у прискорювальному каналі. Ця мета реалізується перш за все через: - встановлення нових фізичних закономірностей процесів, що протікають у ЕН-прискорювачах, та пошук нових конструкцій систем, що можуть бути побудовані на базі встановлених закономірностей;Як наслідок, у процесі свого руху частинка весь час перебуває під прискорюючою дією електричного поля, поступово збільшуючи свою енергію. Отже виявляється можливим трактувати його як специфічну версію ефекту відбивання, який реалізується всередині (а не на вході) системи у момент, коли величина наростаючого у часі ондуляторного магнітного поля досягає певного критичного значення . Це означає, що система є “відкритою” лише для частинок, час вльоту яких на вхід системи є близьким до моменту, коли функція проходить через нуль. Тут запропоновано систему принципово нового типу, яка призначена для формування надкоротких (у тому числі пікосекундних) інтенсивних електронних імпульсів (банчів) з великою шпаруватістю. У тому числі, у першому з них проведено аналіз руху частинки в однорідній (за амплітудами полів) системі та показані основні особливості руху електронів, повязаних із фактом стаціонарності систем, що вивчаються.Отримані у дисертаційній роботі результати можуть бути сформульовані так: Запропоновані фізична концепція та приклади конструкції стаціонарних ЕН-прискорювачів, у тому числі особливо компактних лінійно-поляризованних ЕН-прискорювачів сотового типу з незалежним збудженням електричного та магнітного ондуляторних полів. Розроблено нелінійну теорію та проведений детальний аналіз процесів, що мають місце у однорідних та неоднорідних лінійно-поляризованих моделях ЕН-прискорювачів. Показано, що запропоновані конструкції здатні забезпечити можливість реалізації таких систем з рекордно малими габаритами, причому при відносно низький їх вартості і високих експлуатаційних характеристиках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ