name: Повышение эффективности гиротронов путем улучшения качества электронного потока и многоступенчатой рекуперации остаточной энергии электронов
keyword_list: гиротрон, сильноточная электроника, потоки частиц, электронно-оптическая система, неустойчивости, СВЧ-излучение, диагностика, рекуперация энергии, неоднородное магнитное поле, коллекторная система, оптимизация поля
abstract: В данной работе определены закономерности формирования винтового электронного потока высокого качества в гиротронах и возможности повышения на этой основе их эффективности. Разработан новый метод определения скоростных характеристик электронов в потоке гиротрона и проведено проектирование диагностической секции на основе этого метода для экспериментального гиротрона СПбПУ с частотой генерации 74.2 ГГц и мощностью излучения 100 кВт. Предложен новый метод эффективной пространственной сепарации электронов в отработанном потоке гиротронов, основанный на их радиальном дрейфе в скрещенных продольном электрическом и азимутальном магнитном полях. Представлены результаты проектирования коллекторных систем многоступенчатой рекуперации, основанных на предложенном методе сепарации, для гиротрона СПбПУ средней мощности и прототипа гиротрона высокой мощности, предназначенного для нагрева плазмы в установке управляемого термоядерного синтеза Demonstration Power Station (DEMO). Разработаны и экспериментально обоснованы методы снижения скоростного разброса и подавления паразитных низкочастотных колебаний пространственного заряда при регулировании распределений электрического и магнитного полей в области формирования электронного потока, что позволило повысить КПД гиротрона СПбПУ до 46 % в режиме без рекуперации и до 60 % при одноступенчатой рекуперации остаточной энергии электронов.
chairman_dissertation_council.surname: Фотиади А. Э.
chairman_dissertation_council.position: профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
organization_supervisor.surname: Сергеев В. В.
organization_supervisor.position: проректор по научной работе
organization_supervisor.degree: Доктор технических наук
rubrics.code: 29.35.45
rubrics.name: Вакуумные электронно-волновые приборы СВЧ-диапазона
rubrics.code: 29.35.33
rubrics.name: Миллиметровые и субмиллиметровые волны
rubrics.code: 47.29.37
rubrics.name: Электровакуумные приборы сверхвысоких частот
oecds.code: 01.03.UB
oecds.name: PHYSICS, APPLIED
oecds.code: 02.02.IQ
oecds.name: ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC
oecds.code: 01.03.UP
oecds.name: PHYSICS, PARTICLES & FIELDS
speciality_codes.name: Физическая электроника
speciality_codes.code: 01.04.04
supervisors.fio: Лукша О. И.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Физическая электроника
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Запевалов В. Е.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физическая электроника
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Григорьев А. Д.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Вакуумная и плазменная электроника
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГАОУ ВО "СПбПУ"
protection_organization.name: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»
protection_organization.ogrn: 1027802505279
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ФГАОУ ВО "СПбПУ"
author_organization.name: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»
author_organization.ogrn: 1027802505279
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения