| 研究概要 |
大強度相対論的電子ビームを用いた超大電力マイクロ波源の1つである仮想陰極発振器内のビームの挙動とマイクロ波発生の関係を明らかにする目的で実験を行い、以下の新たな知見を得た。
1.エネルギー300keV,電流20kAの電子ビームを用いたバーカトールで、周波数が15GHzでピーク出力1.2GWのマイクロ波を発生した。
2.陽極上流のビーム電流計測から、ビーム電流がイオンの存在を仮定した場合の電子空間電荷制限電流(すなわちバイポーラ流)に一致することが明らかになった。
3.ビーム電流がビームの自己磁場でピンチする臨界電流より小さいにもかかわらず、ビームがピンチする。これは、これまでのBenfordらの結果と異なる。
4.2及3の事実は、ビームの陽極への照射による陽極プラズマの生成を示唆する。5.ビームのピンチは、X線ピンホールカメラによる陽極からのX線放射の測定および外部磁場印加により確認した。
6.マイクロ波の発生は、ビームのピンチと同時に起こる。
7.軸方向に外部磁場を印加すると、ビームのピンチとマイクロ波発生が抑止される。これらのことから、マイクロ波発生には、ビームがピンチすることが必要であることが明らかになった。
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