Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 29, Numéro C3, Avril 1968
COLLOQUE SUR LA PHYSIQUE DES MILIEUX IONISÉS
Page(s) C3-183 - C3-183
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1968345
COLLOQUE SUR LA PHYSIQUE DES MILIEUX IONISÉS

J. Phys. Colloques 29 (1968) C3-183-C3-183

DOI: 10.1051/jphyscol:1968345

CAPTURE TEMPORAIRE DE PARTICULES CHARGÉES DANS UNE BOUTEILLE MAGNÉTIQUE STATIQUE

P. HUBERT and J. TOUCHE

Groupe de Recherche de l'Association EURATOM-CEA sur la Fusion, 92, Fontenay-aux-Roses


Résumé
Des calculs théoriques et des arguments expérimentaux sont présentés en faveur d'une méthode de capture temporaire qui associe les propriétés des perturbations résonnantes statiques (méthode de Sinelnikov), avec celles d'un col de potentiel de Störmer. En pratique, ce procédé consiste à utiliser une configuration magnétique identique à celle proposée par Sinelnikov, mais dans laquelle, au lieu d'injecter le faisceau parallèlement à l'axe, on le dirige obliquement pour qu'il se présente à la limite du cône de perte en étant ajusté de telle sorte qu'il décrive un cercle centré sur l'axe du dispositif dans le plan du miroir d'entrée. Dans ces conditions, la configuration peut être assimilée à une boîte fermée avec un petit trou dont la largeur peut être adaptée à la "largeur" du faisceau. On calcule que le gain d'énergie transversale, transférée par effet non adiabatique au premier transit, peut être évalué par la formule approximative suivante : où ζ = 1/R [1 + (π/2 nh)2] (1) ζ = Energie transversale/Energie totale R : Rapport du miroir d'entrée ; n : Nombre de perturbations d'intensité relative h. La durée de la capture temporaire peut être évaluée en moyenne pour l'ensemble du faisceau si l'on fait l'hypothèse d'une répartition uniforme dans tout l'espace de phase accessible à l'intérieur de la bouteille. On trouve : N = 4R½ ƊΨ-1 (2) N est le nombre de transits équivalent. Ɗθ est la divergence angulaire du faisceau mesurée en radians. Les expériences effectuées avec un faisceau d'électrons ont permis de vérifier les formules (1) et (2). Avec la totalité du faisceau, on a trouvé, par deux méthodes différentes, N 450 transits, valeur notablement supérieure à ce qui a été annoncé jusqu'à présent dans des expériences du même genre. Le nombre N augmente, en accord avec la formule (2) lorsqu'on diminue ƊΨ.


Abstract
A theoretical discussion and some experimental results are presented in consideration of a temporary trapping method which combines the properties of resonant static perturbations (Sinelnikov method) with the properties of a Stormer potential saddle point. In practice Our proposal is to use a magnetic configuration identical to the one invented by Sinelnikov, but instead of injecting the beam parallel to the magnetic field it is adjusted tangentially at the limit of the loss cone in such a way that it goes along a circle centered on the axis in the plane of the entrance mirror. The result is that the configuration can be compared to a closed box with a small hole matching the width of the beam. The amount of transverse energy by gained non-adiabatic transfer during the first transit can be evaluated with the approximate formula : ζ = 1/R [1 - (π/2 nh)2] (1) where : ζ = Transverse energy/Total energy R : Mirror ratio at the entry ; n : Number of perturbations with relative intensity h. The duration of temporary trapping can be evaluated on the average for the whole beam under the assumption of uniform distribution in the totality of phase space available inside the bottle. We find : N = 4(R)½ ƊΨ-1 (2) N number of equivalent transits. ƊΨ angular divergence of the beam. Experiments with an electron beam have verified formulas (1) and (2). We have found by two different methods : N = 450 transits for the whole beam : this figure is appreciably larger than the results announced up to now in similar experiments. When ƊΨ decreases, the number N increases in agreement with formula (2).