Formation of localised electron flow inside an interaction region of relativistic magnetron

For an increasing of the efficiency of relativistic magnetrons it is very important to prevent the axial drift of electrons away from an interaction region and the generation of a parasitic e-beam at the end of a cathode, which does not take part in energy exchange between electrons and waves at all. A special driver for double-sided powering of relativistic magnetrons and several methods of localised electron flow forming in the interaction region of relativistic magnetrons are proposed and discussed. Two experimental installations are presented and discussed. One of them is designed for laboratory research and demonstration experiments at rather low voltage. Another one is a prototype of a full-scale installation for an experimental research at relativistic levels of voltages on the microwave generation in the new integrated system consisting of a relativistic magnetron and symmetrical induction driver.Обговорюються підходи до формування локалізованого електронного потоку в області взаємодії релятивістського магнетрона з метою збільшення його ефективності. Для запобігання виносу електронного потоку з області взаємодії пропонується використовувати запропоновану раніше схему симетричного живлення і різні методи локалізації електронного потоку в області взаємодії. Приведено опис двох установок, одна з яких розрахована на проведення демонстраційних досліджень на невисокому рівні напруги, друга – являє собою прототип повномасштабної установки для проведення досліджень по генерації Свч-излучения при релятивістських напругах у пропонованій інтегрованій системі.Обсуждаются подходы к формированию локализованного электронного потока в области взаимодействия релятивистского магнетрона с целью увеличения его эффективности. Для предотвращения выноса электронного потока из области взаимодействия предлагается использовать предложенную ранее схему симметричного питания и различные методы локализации электронного потока в области взаимодействия. Приведено описание двух установок, одна из которых рассчитана на проведение демонстрационных исследований на невысоком уровне напряжения, вторая – представляет собой прототип полномасштабной установки для проведения исследований по генерации СВЧ-излучения при релятивистских напряжениях в предлагаемой интегрированной системе

High-current low-energy electron beam generation in plasma system

Results of experimental investigations of low-energy high-current electron beam generation in a plasma-filled diode with a long plasma anode and an explosive emission cathode are given. An additional low-current electron beam was used to form the long plasma anode by means of the residual or prefilled gas ionization. The long anode is used simultaneously as the transportation channel with predictable parameters of plasmas. Low-current additional beam is emitted from the thermionic cathode, which can have different geometric form. The solution developed provides to create radial profiled plasmas channels of desired plasmas density distribution with a high reproducibility.Приведены результаты экспериментов по генерации низкоэнергетического сильноточного электронного пучка в плазмонаполненном диоде с протяженным плазменным анодом. Для создания протяженного плазменного анода, одновременно представляющего собой и канал для транспортировки пучка, используется ионизация напущенного в систему газа вспомогательным слаботочным пучком электронов. Для генерации сильноточного пучка используются различные «взрывоэмиссионные» катоды. Создание плазмы вспомогательным электронным пучком, эмиттируемым с термокатода (энергия в сотни электронвольт при токе в единицы ампер), форма которого может варьироваться, позволяет формировать плазменные каналы с различным поперечным профилем с высокой воспроизводимостью.Наведено результати експериментів по генерації низькоенергетичного потужнострумового електронного пучка в плазмозаповненому діоді із протяжним плазмовим анодом. Для створення протяжного плазмового анода, що одночасно є каналом для транспортування пучка, використається іонізація напущеного в систему газу допоміжним слабкострумовим пучком електронів. Для генерації потужнострумового пучка використаються різні "вибухоемісійні" катоди. Створення плазми допоміжним електронним пучком, що емітується з термокатода (енергія в сотні електронвольт при струмі в одиниці амперів), форма якого може варіюватися, дозволяє формувати плазмові канали з різним поперечним профілем з високою відтворюваністю

Dynamic behavior of HTSC opening switch models controlled by short over-critical current pulses

Dynamical properties of thin epitaxial film of YBa₂Cu₃O₇ HTSC-opening switch models under action of short overcritical current pulses were measured to test this method of control of fast (of nanosecond range) high-power opening switches for accelerator applications

Forming of precision thin-wall hollow electron beams for microwave generators

The electron gun producing the precision hollow relativistic electron beam for coherent microwave generator applications has been developed and tested. It is based on the large non-adiabatic compression of the beam emitted by ring-shaped cathode with an active surface big enough to produce a wanted current level. Further improvement of beam quality is possible by decreasing of the width of the annular emitter and increasing its emissive power

A Cerenkov free electron laser with high peak power

A Cherenkov FEL can be a suitable source for radiation from the millimeter wavelength region down to the far infrared. With only a few different dielectric materials the laser can range from 6 mm down to ¿ 600 ¿m. Nonlinear theory shows, for an amplifier configuration, power levels of about 100 kW in the far infrared up to several MW at millimeter wavelengths. Good coupling with the evanescent wave supported by the dielectrically lined waveguide requires a thin walled annular beam of good quality. The characteristics of such an electron gun, a special design for a Cherenkov FEL with parameters given in this paper, will be presented