к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Сильнотоковые (сильноточные) пучки

  1. Пространственный (объемный) заряд
  2. Плотность заряда в классической электродинамике
  3. Движение заряженных частиц в эл. и магн. полях
  4. Дебаевский радиус экранирования
  5. Пространственный заряд в ионном пучке
  6. Пространственный заряд в электронных лампах
  7. Диффузия носителей заряда в полупроводниках
  8. Коронный разряд
  9. Плазмооптические системы
  10. Акустоэлектронное взаимодействие
  11. Ионный источник
  12. Электронный пучок
  13. Сильнотоковые ускорители
  14. Анодное падение
  15. Электрические разряды в газах
  16. Термоэлектронная эмиссия
  17. Электронная пушка
  18. Вещественный электрический ток
  19. МДП-структура
  20. Энергия электромагнитного поля
  21. Электронно-лучевые приборы
  22. Ленгмюра формула
  23. Магнитный заряд
Сильноточные пучки, сильнотоковые пучки - пучки заряженных частиц, в которых собственные поля оказывают определяющее воздействие на динамику пучка, то есть пучки "сильного" тока (не имеющие ничего общего с какой-либо точностью пучка). Характерный масштаб тока сильнотокового пучка равен8033-20.jpg , где8033-21.jpg кА (для электронов), m - масса, е - заряд электрона,8033-22.jpg - растущая функция полной анергии частиц8033-23.jpg (в единицах тс2), зависящая от конкретной геометрии пучка. Существ, превышение тока над I0 может быть достигнуто лишь при скоростях частиц, близких к с, или при компенсации объёмного заряда пучка неподвижными ионами. По переносимой мощности сильнотоковые пучки достигают ~1013 Вт, по запасённой энергии - 106 Дж, по энергии частиц8033-24.jpg 10 МэВ. Применяются как энергоноситель в схемах с быстрой кумуляцией энергии (инерциальный УТС; см. Инерциальное удержание плазмы), в приборах сильноточной электроники, для коллективного ускорения частиц (см. Коллективные методы, ускорения)и т. д. Генерируются в сильноточных ускорителях в диапазоне длительностей импульса от 10 не до 10 мкс.

Непосредственным источником электронного сильнотокового пучка обычно является высоковольтный диод, работающий в режиме ограничения тока пространственным зарядом. Длительность импульса определяется временем перекрытия диодного промежутка прпэлектродной плазмой. Плотность однородного тока эмиссии в плоском зазоре шириной d даётся законом «трёх вторых», j8033-25.jpg , где8033-26.jpg - анодное напряжение (в единицах mc2/е). При повышении анодного напряжения сверх значения8033-27.jpg, где R - радиус катода, одномерность нарушается и диод переходит в режим сильного сжатия потока собств. магн. полем пинча (см. Пинч-эффект ).Эффективно эмиттирует тогда только кольцевая периферич. часть, а сильнотоковый пучок собирается на аноде вблизи оси в области с размером ~d. На осн. части диода линии тока сильнотоковых пучков лежат на искажённых пространственным зарядом эквипотенц. поверхностях, поэтому такой поток получил назв. парапотенциального. Максимальный ток сильнотокового пучка в паропотенциальном режиме равен

8033-28.jpg

Для вывода C. п. из диода либо используется прозрачный для электронов фольговый анод, либо коаксиальный диод помещается в продольное магн. поле. Электронный парапотенц. поток трубчатой конфигурации движется в коаксиальном диоде вдоль цилиндрич. эквипотенц. поверхностей и не пересекает зазор в радиальном направлении (т. н. магн. изоляция). Достаточный для изоляции магн. поток через диод равен8033-29.jpg Ток, отдаваемый коаксиальным диодом с магн. изоляцией, определяется пропускной способностью канала транспортировки, а длительность импульса - временем перекрытия зазора приэлектродной плазмой поперёк изолирующего магн. поля. Наилучшие результаты по длительности и устойчивости работы диода получены в неоднородном сходящемся магн. поле.

Распространение сильнотоковых пучков в вакууме возможно в продольном магнитном поле, заметно превышающем 8033-30.jpg, где а - радиус сильнотокового пучка, но даже в бесконечно большом поле ток не может превышать величину8033-31.jpg8033-32.jpg, где b - радиус камеры дрейфа. Ограничение обусловлено повышением электростатич. потенциала в объёме пучка за счёт его пространственного заряда и слабее всего сказывается в случае трубчатого пучка. Приведённая энергия частиц в сильнотоковых пучках составляет при этом лишь 8033-33.jpg. Частичная нейтрализация пространственного заряда увеличивает предельный ток.

Поскольку сильнотоковый пучок в магнитном поле вращается как целое, ему свойствен сильный диамагнетизм, вплоть до обращения знака (реверса) поля внутри трубчатого пучка (так называемый Е-слой). С учётом диамагнетизма физически заданным параметром следует считать не ведущее магнитное поле, а полный магнитный поток, замороженный в камере дрейфа и перераспределяющийся по сечению при инжекции пучка. Для тонкостенного заряженного трубчатого пучка в магн. поле характерна неустойчивость, приводящая к разбиению его на отдельные спиралеобразные струи.

Полностью нейтрализованный сильнотоковый пучок не ограничен по току, но собственное магнитное поле сильно фокусирует его частицы, совершающие поперечные колебания с длиной волны порядка или меньше радиуса пучка. Поэтому ср. поперечный импульс частиц в сильнотоковом пучке больше продольного, а поперечное распределение плотности тока имеет выраженный трубчатый характер.

Зарядовая нейтрализация пучка происходит при инжекции в достаточно плотную плазму за счёт вытеснения из его объёма медленных плазменных электронов с характерным временем8033-34.jpg , где8033-35.jpg - проводимость плазмы. Если к моменту достижения нейтрализации ток сильнотокового пучка продолжает нарастать, то эдс индукции создаёт ток оставшихся плазменных электронов, направленный против тока пучка и вызывающий токовую нейтрализацию. При небольшой плотности плазмы, когда плазменная частота8033-36.jpg, обратный ток распределён по всему объёму, так что токовая нейтрализация неполна и имеет интегральный характер. При8033-37.jpg происходит локальная нейтрализация, за исключением поверхности сильнотокового пучка, где образуется двойной токовый слой толщиной8033-38.jpg и сосредоточено магн, поле. В таких условиях частицы сильнотокового пучка практически свободны, а сам он электродинамически ненаблюдаем. Эффективность переноса пучком мощности и энергии через плазму на расстояния ~ 1м близка к 100%, но на больших расстояниях уменьшается за счёт разл. неустойчивостей сильнотокового пучка, в первую очередь поперечной неустойчивости, выражающейся в изгибании пучка как целого и разбиения его на отд. нити.

При инжекции пучка в нейтральный газ существенны процессы нестационарной ионизации, длительность к-рых может быть сравнима с длительностью сильнотокового пучка. Вначале за время (для воздуха) порядка (0,7/р) нс, где р - давление газа в мм рт. ст. (торрах), за счёт прямой ионизации образуется кол-во ионов, достаточное для зарядовой нейтрализации, и вторичные электроны перестают уходить поперёк пучка. После этого медленные электроны дают вторичную ионизацию, скорость к-рой определяется ускоряющим их индукционным электрич. полем и давлением. Если за время существования сильнотокового пучка успевает развиться ионизац. лавина, то проводимость скачком возрастает и все дальнейшие изменения тока сильнотокового пучка точно компенсируются обратным током по плазме, что приводит к фиксации степени токовой нейтрализации и конфигурации пучка в момент пробоя. Эффективность распространения мала при малых давлениях (ниже 10-3 торр), когда нет даже зарядовой нейтрализации, достигает максимума при давлениях 0,1-1 торр, где может осуществиться токовая нейтрализация, а при больших давлениях падает из-за процессов рассеяния.

Сильнотоковый пучок положительных ионов (главным образом водорода) снимаются с прианодной плотной плазмы, имеющей эмиссионную способность до 1 кА/см2, и выводятся в сторону катода. В режиме ограничения пространственным зарядом диодный промежуток в ср. нейтрален, но плотность полного тока превышает закон «трёх вторых» не более чем в два раза из-за локальной раскомпенсации ионного и электронного потоков. Ионы с массой М дают тогда лишь малую долю8033-39.jpg от полного тока, переносимого в осн. встречными электронами. Для повышения эффективности служит магн. изоляция электронной компоненты, не влияющая на распространение ионов. В рефлексных ионных диодах используется прозрачный для электронов анод, вблизи к-рого создаётся увеличенная плотность осциллирующих электронов. При этом может быть заметно превышен предел «трёх вторых» для ионов. Современные конструкции диодов позволяют получать сильнотоковые пучки ионов ~МА при энергии ~1 МэВ и малой8033-40.jpg угл. расходимости. Распространение сильнотоковых пучков ионов возможно только в условиях зарядовой нейтрализации медленными сопровождающими электронами.

Литература по сильнотоковым пучкам

  1. Диденко А. Н., Григорьев В. П., Усов Ю. П., Мощные электронные пучки и их применение, М., 1977;
  2. Миллер Р., Введение в физику сильноточных пучков заряженных частиц, пер. с англ., М., 1984;
  3. Быстрицкий В. М., Диденко А. Н., Мощные ионные пучки, М., 1984.

А. Н. Лебедев

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 20.09.2019 - 04:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
18.09.2019 - 12:08: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> ПРОБЛЕМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА - Карим_Хайдаров.
18.09.2019 - 06:01: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Л.Г. Ивашова - Карим_Хайдаров.
17.09.2019 - 05:51: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ФАЛЬСИФИКАЦИЯ ИСТОРИИ - Карим_Хайдаров.
17.09.2019 - 05:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Тиртхи - Карим_Хайдаров.
16.09.2019 - 18:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
16.09.2019 - 03:11: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
14.09.2019 - 18:23: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
13.09.2019 - 09:08: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
12.09.2019 - 17:47: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
08.09.2019 - 03:42: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
07.09.2019 - 07:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution