An envelope equation, based on a self-consistent equilibrium model of a charge- and currentneutralized, ballistically focused ion beam is derived. Focusing of the beam is limited by electrostatic fields within a Debye sheath at the beam edge and residual electrostatic fields within the beam interior. Numerical and approximate analytical solutions indicate that the initial temperature of the neutralizing electrons must be less than about 10 keV in heavy-ion inertial-confinement fusion systems of fewer than ten beams.
自己無撞着平衡モデルに基づく、電荷中和および電流中和された弾道集束イオンビームの包絡線方程式を導出する。ビームの集束は、ビーム端におけるデバイ鞘内の静電場と、ビーム内部の残留静電場によって制限される。数値解および近似解析解は、10ビーム未満の重イオン慣性核融合システムにおいて、中和電子の初期温度が約10 keV未満でなければならないことを示している。