AbstractSpace charge neutralization for intense beams for inertial confinement fusion is usually assumed to be perfect. However, small charge clumps in the beam will not be totally charge neutralized, and the residual net minimum potential set by electron trapping (eφ≈12mevi2, where me is the electron mass and vi is the ion velocity) may lead to a substantial microdivergence. Experiments on the SABRE accelerator and simulations with the IPROP computer code are being performed to assess this mechanism. We have successfully created a 5 mrad beam on the SABRE accelerator, by expanding the beam (a process consistent with Liouville's theorem) and, by passing the beam through a plate with pinholes, we have created low divergence beamlets to study this mechanism. Results clearly show: (1) at low pressures, trapping does neutralize the beamlets, but only down to eφ≈12 mevi2, and (2) at higher pressures (≈ 0.1–1 Torr), plasma shielding does remove the effect.
慣性核融合用の強ビームに対する空間電荷中和は、通常完全であると仮定されている。しかし、ビーム内の小さな電荷塊は完全には中和されず、電子捕捉によって設定される残留正味最小電位（eφ≈12mevi2、ここでmeは電子質量、viはイオン速度）が、かなりのマイクロ発散を引き起こす可能性がある。このメカニズムを評価するために、SABRE加速器での実験とIPROP計算機コードによるシミュレーションが実施されている。我々はSABRE加速器において、ビームを拡張すること（リウヴィルの定理と整合する過程）により5 mradのビームを生成することに成功し、さらにビームをピンホール付きの板に通すことにより、このメカニズムを研究するための低発散ビームレットを生成した。結果は明確に示している：（1）低圧力では、捕捉はビームレットを中和するが、eφ≈12mevi2までに限られること、そして（2）高圧力（≈0.1–1 Torr）では、プラズマ遮蔽がその効果を除去すること。