A particle spectrometer has been used to measure the energy distributions of neutral hydrogen atoms escaping from the 300 keV proton storage ring in DCX as the result of electron capture collisions between trapped protons and background gas molecules. A portion of the atoms were converted to protons by passage through an argon-filled gas cell, and the proton beam was then electrostatically analyzed. Energy distributions of the circulating protons were obtained by transformations applied to the measured distributions.For both gas and carbon arc dissociation the energy distributions were strong functions of the injected H2+ current and the location of the region of sampling relative to the median plane. A number of curves are shown illustrating these dependences.With arc dissociation, the circulating protons lost energy at a rate of about 20 keV/ms with 0.1 mA injected current, and at a rate twice this value when the current was increased to 2.3 mA. Most of the 20 keV/ms loss rate is believed to be due to coulomb collisions of the circulating protons with electrons in the dissociating arc. This loss rate is within a factor of two of that calculated on the basis of loss to electrons of a Maxwellian distribution, well within the accuracy of the arc parameters used in the calculation. Several mechanisms that might account for the additional energy loss rate at higher currents are suggested, but details of the origin of this loss are as yet unclear. The additional energy loss had the consequence of decreasing the mean storage time of the circulating protons.Measurements with gas dissociation also showed an increase in the rate of energy loss with injected current.With either arc or gas dissociation, the response of the energy distributions to changes in injected H2+ current indicated the presence of a non-collisional dispersing mechanism which increases in importance with increases in injected current. The nature of this mechanism is not clear.
粒子分光計を用いて、DCXの300 keV陽子蓄積リングから、捕捉された陽子と背景ガス分子との間の電子捕獲衝突の結果として脱出する中性水素原子のエネルギー分布を測定した。原子の一部はアルゴン充填ガスセルを通過することにより陽子に変換され、その後、陽子ビームは静電的に分析された。循環陽子のエネルギー分布は、測定された分布に適用される変換によって得られた。ガスおよびカーボンアーク解離の両方について、エネルギー分布は、注入H2+電流と、中央平面に対するサンプリング領域の位置の強い関数であった。これらの依存性を示す多数の曲線が示されている。アーク解離では、循環陽子は、0.1 mAの注入電流で約20 keV/msの割合でエネルギーを失い、電流を2.3 mAに増加させると、この値の2倍の割合でエネルギーを失った。20 keV/msの損失率の大部分は、解離アーク内の電子との循環陽子のクーロン衝突によるものと考えられている。この損失率は、マクスウェル分布の電子への損失に基づいて計算された値の2倍以内であり、計算に使用されたアークパラメータの精度の範囲内である。より高い電流での追加のエネルギー損失率を説明するかもしれないいくつかのメカニズムが示唆されているが、この損失の起源の詳細はまだ不明である。追加のエネルギー損失は、循環陽子の平均蓄積時間を減少させる結果をもたらした。ガス解離を用いた測定でも、注入電流に伴うエネルギー損失率の増加が示された。アークまたはガス解離のいずれにおいても、注入H2+電流の変化に対するエネルギー分布の応答は、注入電流の増加に伴って重要性が増す非衝突性の分散メカニズムの存在を示した。このメカニズムの性質は明らかではない。