Научный архив: статьи

Представлены результаты PIC-моделирования кодом KARAT в цилиндрической геометрии механизмов ускорения ионов в постановке задачи, соответствующей реальному эксперименту с наносекундным вакуумным разрядом с энергией порядка сотен килоэлектронвольт при наличии полого катода. Дан анализ принципиальной роли возникающего виртуального катода (ВК). Обсуждена пространственно-временная динамика потенциальных ям, связанных с появлением виртуального катода. Квазистационарные потенциальные ямы (глубиной ∼ 80 % приложенного напряжения) вызывают ускорение ионов дейтерия до энергий порядка энергии электронного пучка (∼ 50 кэВ). В области “ямы” формируется квазиизотропная функция распределения (ФР) быстрых ионов по скоростям. Полученные результаты сопоставляются с имеющимися данными по синтезу с инерционным электростатическим удержанием (IECF). В частности, отмечены схожие корреляции между структурами потенциальных ям и нейтронным выходом, а также скэйлинг плотности мощности синтеза, которая возрастает с уменьшением радиуса ВК и увеличением глубины потенциальной ямы. Выбранная конфигурация электродов и реализованные параметры потенциальных ям обеспечивают в наносекундном вакуумном разряде плотности мощности ядерного DD-синтеза, заметно превышающие величины, достигнутые в других схожих системах с IECF.