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第0章 绪论1

第1章 高功率脉冲粒子束加速器建造的问题5

1.1 引言5

1.2 电磁储能5

1.3 电场储能和形成线6

1.4 电感储能脉冲发生器13

1.4.1 电流准稳态输入的电感储能14

1.4.2 由行波线馈能的电感储能16

1.5 提高强流脉冲加速器电功率的途径17

1.5.1 电介质特性比较17

1.5.2 圆盘形传输线19

1.6 提高强流加速器形成线和传输线输出功率的方法22

1.6.1 真空磁绝缘线能流密度的提高24

1.7 建造高功率加速器装置需解决的问题25

第2章 真空磁绝缘传输线33

2.1 磁绝缘的物理概念33

2.2 磁绝缘准稳态模式36

2.2.1 小圆柱度均匀同轴线36

2.2.2 锥形线42

2.3 磁绝缘的波模式42

2.3.1 磁绝缘波的传播42

2.3.2 磁绝缘波峰结构46

2.3.3 磁绝缘波的反射47

2.3.4 能量传输效率47

2.4 传输线中的损失48

2.4.1 几何不均匀性49

2.4.2 传输线中等离子体的运动53

2.4.3 传输线中的离子流54

2.4.4 非波动模式时传输线中能量的传输57

2.5 磁绝缘传输线的应用58

第3章 磁绝缘理论64

3.1 磁绝缘的动力学和流体动力学模型64

3.2 电子流的布里渊模型67

3.3 传输线中损失的分布70

3.4 真空磁绝缘传输线中离子的运动71

3.5 广义布里渊流74

3.6 真空磁绝缘传输线中的不稳定性76

3.7 短传输线中的非稳态模式和电报方程78

3.8 真空传输线中的磁绝缘波和磁化电流80

3.9 传输线中波的反射84

3.10 传输线中磁绝缘波的演化和波阵面上的耗散作用88

3.11 低密度等离子体磁绝缘传输线中的几个物理过程92

第4章 二极管中强流相对论电子束的产生与聚焦97

4.1 问题的几个物理特性97

4.2 阴、阳极等离子体的形成及其在强流二极管中的作用98

4.3 平面电极强流二极管100

4.3.1 无外磁场的二极管100

4.3.2 处于外部纵向磁场中的二极管103

4.4 刀边型强流二极管106

4.4.1 处于外部磁场中的二极管106

4.4.2 无外部磁场时的二极管113

4.5 对称馈能环形强流二极管117

4.6 强流二极管中相对论电子束的聚焦119

4.6.1 小R／d二极管中的聚焦119

4.6.2 大R／d二极管中的聚焦119

4.6.3 二极管中有阴极凸起和等离子体射流时的聚焦126

4.7 强流二极管理论149

4.7.1 Child-Langmuir二极管149

4.7.2 大长径比相对论二极管150

4.7.3 外部磁场对相对论二极管的影响151

4.7.4 强外磁场中的刀边型二极管152

4.7.5 真空相对论二极管的数值计算155

第5章 强流相对论电子束在等离子体中传输158

5.1 基本概念和理论158

5.2 等离子体-粒子束系统中的螺旋型不稳定性164

5.3 强流相对论电子束的共振电阻不稳定性168

5.3.1 H ＝ 0时的共振电阻不稳定性168

5.3.2 H≠0时的共振电阻不稳定性174

5.4 等离子体-粒子束系统中的螺旋形共振电阻不稳定性176

5.5 纵向强磁场下稠密等离子体中粒子束的不稳定性180

5.6 相对论电子束的平衡182

5.7 强流相对论电子束的共振电阻不稳定性（实验）185

5.8 纵向强磁场中粒子束的共振电阻不稳定性（实验）189

5.9 强流电子束沿等离子体通道的传播191

第6章 相对论电子束的应用199

6.1 凝聚态介质中冲击波的激发和高压的产生199

6.1.1 凝聚态介质中相对论电子束激发冲击波产生过程分析200

6.1.2 电子束能量吸收区深度对冲击波特性的影响和相对论电子束焦斑上压力评估的定标率202

6.1.3 冲击波参数测量方法和冲击波产生实验204

6.1.4 氮化硼转变成类金刚石的相变实验211

6.1.5 用现代强流加速器获得高压区状态方程可能性的评估213

6.2 用强流相对论电子束模拟物体高速撞击障碍物215

6.2.1 用强流相对论电子束模拟高速冲击的原理215

6.2.2 强流相对论电子束模拟宇宙飞行器“织女”防护罩的破坏218

附录 符号表221

参考文献223