强流相对论电子束的产生和聚焦PDF电子书下载

第0章 绪论 1

第1章 高功率脉冲粒子束加速器建造的问题 5

1.1 引言 5

1.2 电磁储能 5

1.3 电场储能和形成线 6

1.4 电感储能脉冲发生器 13

1.4.1 电流准稳态输入的电感储能 14

1.4.2 由行波线馈能的电感储能 16

1.5 提高强流脉冲加速器电功率的途径 17

1.5.1 电介质特性比较 17

1.5.2 圆盘形传输线 19

1.6 提高强流加速器形成线和传输线输出功率的方法 22

1.6.1 真空磁绝缘线能流密度的提高 24

1.7 建造高功率加速器装置需解决的问题 25

第2章 真空磁绝缘传输线 33

2.1 磁绝缘的物理概念 33

2.2 磁绝缘准稳态模式 36

2.2.1 小圆柱度均匀同轴线 36

2.2.2 锥形线 42

2.3 磁绝缘的波模式 42

2.3.1 磁绝缘波的传播 42

2.3.2 磁绝缘波峰结构 46

2.3.3 磁绝缘波的反射 47

2.3.4 能量传输效率 47

2.4 传输线中的损失 48

2.4.1 几何不均匀性 49

2.4.2 传输线中等离子体的运动 53

2.4.3 传输线中的离子流 54

2.4.4 非波动模式时传输线中能量的传输 57

2.5 磁绝缘传输线的应用 58

第3章 磁绝缘理论 64

3.1 磁绝缘的动力学和流体动力学模型 64

3.2 电子流的布里渊模型 67

3.3 传输线中损失的分布 70

3.4 真空磁绝缘传输线中离子的运动 71

3.5 广义布里渊流 74

3.6 真空磁绝缘传输线中的不稳定性 76

3.7 短传输线中的非稳态模式和电报方程 78

3.8 真空传输线中的磁绝缘波和磁化电流 80

3.9 传输线中波的反射 84

3.10 传输线中磁绝缘波的演化和波阵面上的耗散作用 88

3.11 低密度等离子体磁绝缘传输线中的几个物理过程 92

第4章 二极管中强流相对论电子束的产生与聚焦 97

4.1 问题的几个物理特性 97

4.2 阴、阳极等离子体的形成及其在强流二极管中的作用 98

4.3 平面电极强流二极管 100

4.3.1 无外磁场的二极管 100

4.3.2 处于外部纵向磁场中的二极管 103

4.4 刀边型强流二极管 106

4.4.1 处于外部磁场中的二极管 106

4.4.2 无外部磁场时的二极管 113

4.5 对称馈能环形强流二极管 117

4.6 强流二极管中相对论电子束的聚焦 119

4.6.1 小R／d二极管中的聚焦 119

4.6.2 大R／d二极管中的聚焦 119

4.6.3 二极管中有阴极凸起和等离子体射流时的聚焦 126

4.7 强流二极管理论 149

4.7.1 Child-Langmuir二极管 149

4.7.2 大长径比相对论二极管 150

4.7.3 外部磁场对相对论二极管的影响 151

4.7.4 强外磁场中的刀边型二极管 152

4.7.5 真空相对论二极管的数值计算 155

第5章 强流相对论电子束在等离子体中传输 158

5.1 基本概念和理论 158

5.2 等离子体-粒子束系统中的螺旋型不稳定性 164

5.3 强流相对论电子束的共振电阻不稳定性 168

5.3.1 H ＝ 0时的共振电阻不稳定性 168

5.3.2 H≠0时的共振电阻不稳定性 174

5.4 等离子体-粒子束系统中的螺旋形共振电阻不稳定性 176

5.5 纵向强磁场下稠密等离子体中粒子束的不稳定性 180

5.6 相对论电子束的平衡 182

5.7 强流相对论电子束的共振电阻不稳定性（实验） 185

5.8 纵向强磁场中粒子束的共振电阻不稳定性（实验） 189

5.9 强流电子束沿等离子体通道的传播 191

第6章 相对论电子束的应用 199

6.1 凝聚态介质中冲击波的激发和高压的产生 199

6.1.1 凝聚态介质中相对论电子束激发冲击波产生过程分析 200

6.1.2 电子束能量吸收区深度对冲击波特性的影响和相对论电子束焦斑上压力评估的定标率 202

6.1.3 冲击波参数测量方法和冲击波产生实验 204

6.1.4 氮化硼转变成类金刚石的相变实验 211

6.1.5 用现代强流加速器获得高压区状态方程可能性的评估 213

6.2 用强流相对论电子束模拟物体高速撞击障碍物 215

6.2.1 用强流相对论电子束模拟高速冲击的原理 215

6.2.2 强流相对论电子束模拟宇宙飞行器“织女”防护罩的破坏 218

附录 符号表 221

参考文献 223