High-current hollow beam dynamics in RF electron guns

Abstract

RF electron guns with a metal-dielectric cathode are able to generate intense beams with nanosecond current pulse duration. The plasma developed during the dielectric surface flashover in vacuum is the source of particles of the cathode. Results of the computer simulation of dynamics of the beam of particles that are emitted from the surface of metal-dielectric cathode of a ring geometry are reported. The average emission current value on the cathode in the RF field is about few tens of amperes. Beam parameters obtained experimentally at the two-cell RF gun output are referred in the paper.

ВЧ електронні гармати з металодіелектричним катодом дозволяють формувати інтенсивні пучки з наносекундною тривалістю імпульсу струму. Джерелом частинок у такому катоді є плазма, яка створюється в результаті поверхневого розряду по діелектрику у вакуумі. В роботі приводяться результати чисельного моделювання динаміки пучка частинок, що емітуються з поверхні металодіелектричного катоду кільцевої структури. Середнє значення емісійного струму з катоду у високочастотному полі дорівнює десяткам ампер. Приводяться параметри пучка, отримані експериментально на виході дворезонаторної ВЧ-гармати.

ВЧ электронные пушки с металлодиэлектрическим катодом позволяют формировать интенсивные пучки с наносекундной длительностью импульса тока. Источником частиц в таком катоде является плазма, образующаяся в результате поверхностного разряда по диэлектрику в вакууме. В работе приводятся результаты численного моделирования динамики пучка частиц, эмитируемых с поверхности металлодиэлектрического катода кольцевой структуры. Среднее значение эмиссионного тока с катода в высокочастотном поле составляет десятки ампер. Приводятся параметры пучка, полученные экспериментально на выходе двухрезонаторной ВЧ пушки.