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La compensation de charge d'espace
d’un faisceau de haute intensité
Ahmed BEN ISMAÏL
DAPNIA
SACM

A.Ben Ismaïl SFP Les Journées Accélérateurs Porquerolles 5-7 octobre 2003 2
Problématique de la dynamique d’un faisceau intense
dans une ligne de transport basse énergie (1/2)
Haute intensité (~100 mA)Faible énergie (~95 keV)
β~ 0.014
Force de Charge d’Espace (CE) défocalisante très importante et à l’origine de plusieurs
comportements non linéaires
DAPNIA
SACM
(*) Cas élémentaire d’une
particule de charge qplacée
à une distance radiale r de
l’axe d’un faisceau continu
transportant un courant Iet
d’énergie cinétique ~½ mv2
(*)

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Problématique de la dynamique d’un faisceau intense
dans une ligne de transport basse énergie (2/2)
Présence de gaz résiduel (H2) dans la ligne de transport
Production d’e-et d’ions H2+par ionisation du gaz résiduel
p+ H2p+ e-+ H2+
Neutralité électrique par capture des e-et éjection des H2+
Compensation de Charge d’Espace du faisceau (CCE)
DAPNIA
SACM

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?Taux de compensation de charge d’espace du faisceau
?Influence des éléments de déviation et de focalisation de la LBE
?Etat(s) d’équilibre du plasma né par ionisation du gaz résiduel
DAPNIA
SACM
Modélisation de la dynamique d’un faisceau intense
dans une ligne de transport basse énergie
Modélisation numérique de l’effet de la CCE sur la dynamique
d’un faisceau intense :
1- Dans une section sans champ
2- Dans une ligne de transport

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Etude analytique et numérique :
Cas d’une section sans champ (1/3)
DAPNIA
SACM 1- Modèles numériques mono-particulaire validés analytiquement et exploités
.pour le développement d’un code particulaire PIC 1D/2D (étude transverse).
2- Vérification de l’influence des conditions initiales d’ionisation sur la
.distribution électronique dans le faisceau :
v0 ≠ 0
Résultats numériques:
trajectoire d’allure
elliptique
Etude théorique
(plan transverse au faisceau): trajectoire linéaire