Способ создания заряженного сгустка частиц Советский патент 1975 года по МПК H05H9/00 H05H7/08 

нов - это явление так называемой «отрицательной массы и дефокусировка пучка. В плотных пучках дробление пучка за счет «отрицательной массы происходит, если выполнено следующее условие

4:e Nfo-C

С -а

,

Д С + а

где С - радиус камеры, в которой образуется сгусток. Для релятивистских частиц это ограппчение очень слабое и резко падает с увеличением Y- Выбирая определенным образом размеры камеры, можно даже при малых значениях сконцентрировать в кольце . Чтобы избежать дефокусировки, т. е. увеличения сечения пучка, необходимо выполнить условие

.

t

где V - погонная плотность электрона; Для интересующей пас области это условие всегда выполняется. Для того, чтобы при внешней инжекции добиться эффективного захвата подобного пучка в магнитное поле, необходимо осуществить достаточно быстрое нарастание магнитного поля во времени. Если за время одного-двух оборотов электронов магнитное поле увеличится на величину, боль6 ,,

шую, чем -По, то весь инжектируемый пучок

R

будет захвачеп. В дальпейшем из-за нарастания магнитного поля и соответственно f все захваченные электроны будут удерживаться магнитным полем, при этом размеры сгустка

умепьщаются У Н.

Дальнейшее нарастание магнитного поля можно сделать медленным. Выбирая необходимые конечные размеры сгустка, можно рассчитать соответствующие KOfiennbie значения напряженности магнитного поля.

Инжекция ионов также впешняя. При ипжекции на ионы действуют две силы - сила Лоренца от магнитного поля, а также электрическая сила со стороны электронного пучка. Это последняя сила при достаточпо большом числе электронов в пучке бздет значительной.

(Например, для числа электронов Ю ,5, диаметре электронного кольца 1 м напряженность поля на границе пучка 15-20 кв/см). Ионы захватываются такой электронной ямой

и колеблются в этой яме. На энергию инжекции ионов накладывается единственное условие: энергия не должна превышать глубины потенциальной ямы. При возрастании магнитного поля глубина ямы существенно возрастает и для приведенного примера при конечном радиусе кольца в 4 см достигает величины 10 В/см. Путем изменения величины начального магпитпого поля и начальных значений у, а, b можно в щироких пределах

менять глубину потенциальной ямы, которая создается кулоновским полем релятивистских электронов и держит ионы внутри кольца. Глубина ямы определяется силой, действующей на покоящийся иоп, аходящийся на поверхности кольца. Эта сила, как известно, равна

Лг.е2

Fт.аЬ

Таким образом, предложенный способ позволяет получить заряженные кольца диаметром в несколько сантиметров, содержащие смесь ионов и электронов с эффективным значением отношения заряда ионов к массе

практически таким же, как для электронов, и достаточно прочной внутренней связью электронов и иопов.

Предмет изобретения

1.Способ создания заряженного сгустка частиц кольцевой формы, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости сгустка, его формируют путем инжекции электронного пучка в слабофокусирующее быстронарастающее во времени магнитное поле с последующей инжекцией в кольцо медленных ионов.

2.Способ го п. 1, отличающийся тем, что число зарядов в сгустке и его характерные размеры из у бг1яют путем изменения относительной энергии электронов и капряжешюсти магнитного поля во времени.