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J. Phys. Colloques
Volume 50, Numéro C1, Janvier 1989
International Conference on the Physics of Multiply Charged Ions and International Workshop on E.C.R. Ion Sources
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| Page(s) | C1-739 - C1-750 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/jphyscol:1989178 | |
J. Phys. Colloques 50 (1989) C1-739-C1-750
DOI: 10.1051/jphyscol:1989178
A MODEL OF ELECTRON HEATING FOR ECRIS
B. LIBERMAN1, R. GELLER2 and G. MELIN21 Instituto de Fisica. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, caixa postal 15051, 91500 Porto Alegre R.S., Brasil
2 CEA - CENG - DRF/PADSI, 85 X, F-38041 Grenoble Cedex, France
Résumé
On décrit le comportement d'un électron subissant des réflections entre deux miroirs magnétiques, depuis le début de son mouvement, en présence d'un champ électrique radiofréquence (RF) résonant tel que la condition ω - nωce - k// v// = 0 est satisfaite. Les conditions et hypothèses de calcul sont les suivantes : (i) modèle complètement relativiste à une particule, aucun effet plasma, champ magnétique uniquement axial (aucun champ transverse) champ magnétique RF négligé, effet du vecteur d'onde RF pris en compte ; (ii) les résonances cyclotron constituent le mécanisme principal de chauffage ; (iii) l'accroissement moyen de l'énergie de l'électron est calculé en moyennant la phase de l'électron à chaque pas de temps. Le détail du calcul et quelques résultats numériques sont présentés. On observe une extension axiale de la zone de chauffage plus grande que celle attendue ; un chauffage hors résonance faible mais continu semble être un mécanisme dominant sur un grand nombre d'allers retours dans la configuration magnétique.
Abstract
The behavior of an electron undergoing oscillations back and forth within magnetic mirrors from the beginning of its motion, in the presence of a radiofrequency (RF) electric field which resonates so that the relationship ω - nωce - k// v// = 0 is fulfilled, is described. The main assumptions of the calculation are : (i) fully relativistic calculation, single particle approximation, no plasma effects, axial magnetic field only (no tranverse magnetic field), no RF magnetic field, RF wave vector effect included ; (ii) the cyclotron resonances are the main mechanism of heating ; (iii) the average increase of the electron energy is calculated after randomization of the electron phase at each time step. The calculation and a few numerical results are presented. A spatial broadening of the heating zone larger than expected is observed, and a small but continuous off-resonance heating seems to be a dominant heating mechanism over a large number of transits through the magnetic configuration.