Small-size direct-action electron accelerator with a high-efficiency nanosecond plasma-current switch

Abstract

The paper presents the results of a study undertaken to determine operating modes for a small-size direct-action electron accelerator with a high-efficiency nanosecond plasma-current switch (PCS). The investigations have shown that using PCS as a base it is possible to develop small-size nanosecond pulsed high-current electron accelerators with a voltage pulse sharpening coefficient of about 12, beam (flow) electron energy of 300…400 keV and current of 100 kA for pulse duration of 30 ns. The ways for improving the PCS and accelerator operating parameter stability, increasing the switching current and maximum accessible switching frequency are proposed.

Представлені результати досліджень режимів роботи малогабаритного прискорювача електронів прямої дії з ефективним плазмовим комутатором струму (ПКС) наносекундного діапазону. Показано, що на основі ПКС можливе створення малогабаритних імпульсних сильнострумових електронних прискорювачів наносекундного діапазону з коефіцієнтами загострення імпульсу напруги до величини, що дорівнює 12, енергією електронів пучка (потоку) 300…400 кеВ і струмом ≈ 100 кА на протязі 30 нс. Запропоновані шляхи для підвищення стабільності робочих параметрів ПКС і прискорювача в цілому, збільшення величини струму комутації, а також шляхи зростання величини гранично можливої частоти комутацій.

Представлены результаты исследований режимов работы малогабаритного ускорителя электронов прямого действия с эффективным плазменным коммутатором тока (ПКТ) наносекундного диапазона. Показано, что на базе ПКТ возможно создание малогабаритных импульсных сильноточных электронных ускорителей наносекундного диапазона с коэффициентами обострения импульса напряжения до 12, энергией электронов пучка (потока) 300…400 кэВ и током 100 кА при длительности импульса 30 нс. Предложены пути для повышения стабильности рабочих параметров ПКТ и ускорителя в целом, увеличения значения коммутируемого тока, а также пути увеличения предельно достижимой частоты коммутаций.