Etude theorique d'un accelerateur d'electrons circulaire et compact : le gyrac

par Olivier Gal

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Jean-Max Buzzi.

Soutenue en 1990

à Paris 11 .


  • Résumé

    Nous avons etudie differents aspects theoriques d'un nouveau type d'accelerateur d'electrons, le gyrac. Le principe consiste a accelerer un faisceau torique, piege en resonance cyclotron, au moyen d'un accroissement lent du champ magnetique. Dans une premiere partie, nous etudions la mecanique sans champ propre dans une telle configuration. Des lois d'echelle assez simples fournissent des exemples numeriques de machines: par exemple sur le mode te#5#2#1 d'une cavite de 50 cm de rayon, on atteint 330 mev pour un champ final de 5 t. La principale application envisagee est la production de rayonnement synchrotron. Apres redimensionnement des variables, nous obtenons un espace des phases approche qui decrit tres precisement les oscillations synchrotron autoresonnantes, ainsi qu'un amortissement lent de ces oscillations qui assure la focalisation radiale du faisceau. Ces resultats sont en tres bon accord avec une simulation numerique 3d (miroir magnetique et mode te#1#1#1). La deuxieme partie est consacree aux effets de charge d'espace et a la stabilite du faisceau, domines par les effets collectifs azimutaux (instabilite de masse negative et/ou maser cyclotron). Nous avons rencontre deux difficultes: d'une part le calcul du champ propre a necessite un important developpement; d'autre part, l'equilibre du faisceau n'a pas une forme simple, ce qui rend ardue l'etude de sa stabilite. Pour deux modeles de vlasov bidimensionnels, nous avons obtenu le domaine d'existence et la forme de l'equilibre. Le modele du water-bag a permis de montrer, par une formulation variationnelle, que cet equilibre est toujours stable

  • Titre traduit

    Gyrac: theoretical studying of a compact, cyclic electron accelerator


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  • Détails : 210 p.
  • Annexes : 67 REF

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