AbstractA new analytic model is presented that accurately estimates the radially averaged axial component of the space-charge field of an axisymmetric heavy ion beam in a cylindrical beam pipe. The model recovers details of the field near the beam ends that are overlooked by simpler models, and the results compare well with exact solutions of Poisson's equation. Field values are shown for several simple beam profiles and are compared with values obtained from simpler models. The model has been implemented in the fluid-envelope code CIRCE and used to study longitudinal confinement in beams with a variety of axial profiles. The effects of errors in the longitudinal control fields are presented.
軸対称重イオンビームの円筒ビームパイプ内における空間電荷場の半径方向平均成分を正確に推定する新しい解析モデルを提示する。このモデルは、より単純なモデルでは見落とされがちなビーム端部近傍の場の詳細を再現し、その結果はポアソン方程式の厳密解とよく一致する。いくつかの単純なビームプロファイルに対する場の値を示し、より単純なモデルから得られる値と比較する。このモデルは流体エンベロープコードCIRCEに実装され、様々な軸方向プロファイルを持つビームの縦方向閉じ込めの研究に用いられている。縦方向制御場における誤差の影響についても提示する。