Завалов О. М. Лінзи з просторовим зарядом для фокусування пучків негативних та позитивних іонів

Дисертаційна робота присвячена чисельним дослідженням лінз з просторовим зарядом для фокусування пучків позитивних та негативних іонів. Вперше застосована математична модель в якій рух компонент плазми в робочому об'ємі лінзи самоузгоджений з електричним полем, що залежить, в свою чергу, від просторового розподілу густини заряду плазми. Моделювання плазмового середовища проводилось за допомогою методу Particles-In-Cells для плазми без зіткнень. Розподіл густини просторового заряду часток обчислювався за допомогою методу "хмар у комірках" (Clouds-In-Cells). Вперше показана вирішальна роль іонів в формуванні фокусуючого електричного поля в об'ємі сильнострумової плазмової лінзи, встановлено утворення в ній шаруватої електронної структури, виявлено вплив струму пучка на формування розподілу електричного потенціалу. Досліджена лінза з позитивним просторовим зарядом та лінза нової вдосконаленої конструкції з додатковим джерелом емісії електронів для фокусування пучків негативних іонів. Показано, що у такихлінзах необхідний позитивний просторовий заряд створюється за рахунок інерції позитивних іонів та видалення електронів повздовжнім електричним полем. Результати проведених досліджень сильнострумової плазмової лінзи та лінзи з позитивним просторовим зарядом були використані при розробці нових удосконалених пристроїв.