Вихарев А.А.
Зотова И.В.
Федотов А.Э.
Гинзбург Н.С.
Яландин М.И.
 Статья на сайте eLibrary

На основе численного моделирования исследована возможность ускорения электронов субнаносекундными импульсами черенковского сверхизлучения (СИ) коротковолновой части миллиметрового диапазона длин волн в ускоряющих ячейках с запиткой сбоку перпендикулярно движению электронного пучка. Такие системы представляют наибольший интерес для случая, когда электроны уже имеют достаточно большую энергию. Считалось, что на входе в структуру энергия электронов составляет 3 МэВ, что может быть обеспечено при формировании исходных электронных сгустков на основе фотоинжекторных систем. Расчёты проводились с учётом достигнутых параметров импульсов СИ частотного диапазона около 150 ГГц (пиковая мощность 80 МВт, длительность 180 пс), а также с учётом значений пробойных полей, определённых в предшествующих ускорительных экспериментах с импульсами СИ диапазона около 38 ГГц. Показана возможность достижения энергий электронов на уровне 5,0-5,5 МэВ в компактных системах при ускорительных градиентах, существенно превышающих величины, достигнутые с помощью длинноволновых клистронов.

На английском языке
High-gradient structures for acceleration of electrons by short-wave pulses of cherenkov superradiation
Vikharev A.A., Zotova I.V., Fedotov A.E., Ginzburg N.S. and Yalandin M.I.

The possibility of accelerating electrons by subnanosecond pulses of short-wavelength millimeter-wave Cherenkov superradiance (SR) in accelerating cells (with a side-feeding perpendicular to the electron beam motion) by numerical simulations has been considered. Such systems appear to be of greatest interest when electrons already possess a large amount of energy. It was considered that the electron energy at the input to the structure is 3 MeV, which can be supplied by forming the initial electron bunches based on photoinjector systems. The calculations were carried out considering the achieved parameters of 150 GHz SR pulses (peak power 80 MW, duration 180 ps), as well as considering the breakdown field values determined in previous accelerator experiments with 38 GHz SR pulses. The possibility of achieving electron energies at the level of 5.0-5.5 MeV in compact systems with accelerator gradients significantly exceeding the values achieved on the basis of long-wave klystrons is shown.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2025_68_01_29