射频腔场加载过程中二次电子倍增瞬态特性研究

项目名称： 射频腔场加载过程中二次电子倍增瞬态特性研究

项目编号： No.11475155

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 庞健

作者单位： 中国工程物理研究院流体物理研究所

项目金额： 80万元

中文摘要： 作为一种普遍存在于微波高频系统中的物理现象，二次电子倍增（Multipactor）得到了研究者的广泛研究。目前对其机理的研究采取的假设条件是射频电压峰值恒定或是场已经加载完成。本课题拟针对双平板结构在射频场加载时发生的二次电子倍增瞬态过程，从数值模拟及实验验证两个方面进行研究，揭示该过程的规律。通过建立双边二次电子发射模型与外电路等效参数模型，利用全电磁粒子模拟方法，编制相关程序，将二次电子倍增与外电路参数动态变化有机地耦合起来，并搭建双平板二次电子倍增验证实验装置，研究不同于固定射频场幅值的时变条件下动态建立射频场时的二次电子倍增的行为特征，获得倍增规律与射频系统参数的联系。本课题不仅能够加深对二次电子倍增机理的认识和理解，解释场加载过程中二次电子倍增实验现象，还可以为加速器设计和稳定运行提供重要依据和参考。

中文关键词： 二次电子倍增；射频腔；场加载过程；粒子模拟；实验验证

英文摘要： Multipactor, a commonly observed phenomenon in the RF systems, have been researched widely assuming that the amplitude of RF electric field is fixed or loaded already before multipactor occurs. In this project, numerical simulations and experiments will be employed in the investigation of multipactor discharge characteristics in the buildup of cavity field with the structure of parallel-plate electrodes. The activity of multipactor in the buildup process, which is different with that in a fixed-amplitude field, is simulated by coupling with parameters of extenal circuit with the development of particle simulation code, and experimental validated with the fabrication of a parallel-plate resonator. The study of this project is aiming at obtainment of the internal interaction of multipactor discharge and RF resonator parameters in buildup process and discovering of experimental evidence of this interaction. This project will expend the understanding of transient mechanism of multipactor in buildup process in the resonator and could provide guidance to the optimization design of RF cavities.

英文关键词： Multipactor;RF cavity;buildup of RF field;Particle-In-Cell simulation;experimental validation