Acelerador de iones pulsados de alta corriente . La tarea principal es la formación y aceleración de haces de iones de alta densidad .
Los aceleradores pulsados de alta corriente se utilizan en instalaciones de investigación experimental en el campo de la fusión termonuclear inercial , para simular el efecto sobre los equipos de las radiaciones electromagnéticas y penetrantes derivadas de explosiones nucleares, en algunos procesos tecnológicos de producción industrial. Generación de potentes pulsos de rayos X para probar la resistencia de equipos militares. Se utilizan para modificar la capa superficial del recubrimiento y rociar el material para su posterior deposición: la creación de películas y recubrimientos.
Los aceleradores pulsados de alta corriente comenzaron su desarrollo intensivo a principios de la década de 1970. Los haces cargados de alta corriente se han convertido en un nuevo objeto de estudio. La corriente transportada por estos haces no se mide en miliamperios, sino en megaamperios. Ya no es posible controlar un haz de este tipo utilizando bobinas de campo magnético. Y tienes que usar sus propios campos electromagnéticos. El desarrollo de la tecnología pulsada de alta corriente se vio facilitado por una nueva dirección en los años 70, la fusión termonuclear controlada. Se suponía que los rayos cargados se usarían para transferir alta energía y activar la fusión termonuclear. La tecnología de impulso se desarrolló aún más en el programa SDI (Iniciativa de Defensa Estratégica). La idea detrás del uso de rayos de alta energía era infligir destrucción y daño con una fuente de alta energía. A principios de la década de 1990, el programa SDI perdió relevancia, la investigación en esta área se hizo menos intensa, pero arrojó muchos resultados. Los físicos de los años 70, que se ocuparon del problema de iniciar una explosión termonuclear, sugirieron utilizar haces de iones en lugar de haces de electrones. Ya que son menos sensibles al campo magnético. A altas energías, existe una limitación en la corriente del diodo acelerador, asociada con una alta corriente. Además de la fuerza eléctrica, una fuerza magnética actúa sobre los electrones, envolviendo los electrones hacia el eje del diodo.
El principio de funcionamiento se basa en el fenómeno de la emisión explosiva. El acelerador funciona en un modo de dos pulsos. Para el primer pulso , se aplica un pulso de corriente negativa al ánodo (hecho de un semiconductor u otro material). Se forma un campo eléctrico de alta densidad entre el cátodo y el ánodo . Como resultado, primero hay una emisión autoelectrónica de electrones, que se convierte en una emisión explosiva de electrones. Como resultado, se forma plasma entre el cátodo y el ánodo (cerca de la superficie del ánodo) . Los electrones del plasma están protegidos por un campo magnético . Y para el segundo pulso positivo de alto voltaje al ánodo, los iones de plasma son acelerados por el campo eléctrico.