Моделирование мощных 100-мкс электронных пучков на основе плазменного эмиттера для многопробочной ловушки ГОЛ-3
В.Астрелин
Дальнейшее развитие экспериментов по нагреву и удержанию горячей плотной плазмы на ГОЛ-3 предполагает использование длинноимпульсного (~100 мкс) электронного пучка для поддержания турбулентного состояния плазмы на высоком уровне для подавления продольных тепловых потерь и улучшения, таким образом, удержания плазмы. Для исследования этого явления на больших временах и возможности его использования в термоядерных приложениях необходима разработка мощных источников электронных пучков субмиллисекундного диапазона. 
К характеристикам пучка предъявляются жесткие требования: плотность тока до 2 кА/см2 при угловом разбросе не более 0.2 рад в магнитном поле 50 кГс, полный ток до 1-10 кА при энергии электронов ~150 кэВ и длительности порядка 100 мкс и более.
В качестве эмиттера электронов в диоде предполагается использовать поверхность плазмы, созданной внешним источником. Граница плазмы устанавливается под действием электрических полей и потоков частиц. На работу диода также может влиять плазма, возникающая в пространстве за анодом при ионизации электронным пучком остаточного газа и потоки ионов из нее. 
Для моделирования формирования пучка используется пакет прикладных программ POISSON-2. Проведена его модификация для учета эмиссии из катодной и анодной плазмы с вычислением формы их поверхностей. Проведено сравнение с результатами аналогичных расчетов с помощью пакета PBGUNS и с данными эксперимента на стенде по получению интенсивного электронного пучка большой длительности в диоде с плазменным катодом. В сообщении приводятся результаты численного моделирования формирования пучков с требуемыми параметрами в разрабатываемых диодах.