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AbstractAbstract
[en] A selfmagnetically BΘ-insulated ion diode was investigated and optimized for generation and focusing of a pulsed high intensity proton beam for generation of high power-density in matter. The experiments were done at the pulsed power line KALIF (2 MV, 50 ns, 2 Ω). The protons got energies up to 1.8 MeV and the proton ratio in the ion beam was about 50%. The efficiency of the ion current depends on the magnetic field in the diode and have reached values up to 70%. The maximum total diode current was about 800 kA. The focusing properties were improved by optimizing the diode and gap geometries and decreasing the beam divergence. The focus diameter was reduced to about 10 mm giving a focused proton power density of about 0.35 TW/cm2. Measurements of the current density of the protons at the anode were done for the first time and a good agreement with Particle-in-Cell-calculations was found. The electron-loss in the diode was reduced leading to a higher life-time of the diode of 10-15 pulses. (orig.)
[de]
Eine selbstmagnetisch BΘ-isolierte Ionendiode wurde untersucht und weiterentwickelt unter dem Aspekt der Erzeugung hoher Energiedichten durch fokussierte Protonenstrahlen in Materie. Die Experimente wurden an der Pulsanlage KALIF (2 MV, 50 ns, 2 Ω) durchgefuehrt. Die Protonen erreichten dabei Energien bis zu 1.8 MeV und bildeten etwa 50% des Ionenstromes. Der Wirkungsgrad der Diode ist von dem Magnetfeld in der Diode abhaengig und erreichte Werte von bis zu 70%, bei einem Gesamtdiodenstrom von bis zu 800 kA. Die Fokussierung konnte durch Optimierung der Diodengeometrie und Reduzierung der Strahldivergenz entscheidend verbessert werden. Der Fokusdurchmesser konnte auf ca. 10 mm verkleinert werden, was zu einer Leistungsdichte der Protonen im Fokus von 0.35 TW/cm2 gefuehrt hat. Durch die erstmalige Messung der Stromdichteverteilung der Protonen an der Anode konnten die Particle-in-Cell-Rechnungen bestaetigt werden. Die Elektronenverluste in der Diode konnten reduziert werden, was zu einer Verlaengerung der Lebensdauer der Diode auf 10-15 Pulse fuehrte. (orig.)Original Title
Erzeugung und Fokussierung eines intensiven gepulsten Protonenstrahles mit einer selbstmagnetisch BΘ-isolierten Ionendiode
Primary Subject
Source
Mar 1989; 78 p; Diss.
Record Type
Report
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
Reference NumberReference Number
INIS VolumeINIS Volume
INIS IssueINIS Issue