Proceso de Aceleración y Generación de Electrones en Sistemas de Ondas

Proceso de Aceleración y Generación de Electrones

Para iniciar la operación del filamento, se le asignó una temperatura operativa. Se procuró que esta temperatura fuera menor a la temperatura de fusión, estableciéndose en 3300°C.

Cálculos Iniciales del Filamento

Los primeros cálculos se centraron en determinar la resistividad del filamento utilizando la Fórmula 8. Con la resistividad obtenida, y mediante la Fórmula 7, se calculó la corriente necesaria para que el filamento se calentara y emitiera electrones. Posteriormente, se determinó la constante de Richardson con la Fórmula 11. Finalmente, se calculó la densidad del flujo de cargas con la Fórmula 10. Es crucial que este valor sea menor al flujo máximo de saturación para evitar la repulsión de electrones y la saturación del sistema.

Aceleración Inicial de Electrones

Durante la fase de aceleración inicial, los electrones son impulsados por un ánodo. Los pasos a seguir son:

• Calcular la energía del electrón en el ánodo con la Fórmula 14.
• Determinar la densidad del flujo de saturación empleando la Fórmula 12.
• Calcular la velocidad del electrón en el ánodo utilizando la Fórmula 13.

Funcionamiento del Klystron y Guía de Ondas

El Klystron desempeña un papel fundamental en el empaquetamiento de electrones, asegurando el correcto funcionamiento de la guía de ondas. Los cálculos necesarios incluyen:

• Calcular el factor de propagación con la Fórmula 23.
• Calcular el ángulo de tránsito.

Proceso en la Guía de Ondas

En la sección de la guía de ondas, se deben calcular las energías, velocidades y longitudes correspondientes a cada cavidad. Estos cálculos se realizan con las Fórmulas 21, 18 y 16, respectivamente. Los resultados muestran un incremento progresivo en la energía de los paquetes de electrones, lo que conlleva un aumento en su velocidad. En consecuencia, se requieren cavidades de mayor longitud para mantener la sincronización.

Focalización y Desviación de Electrones

Para la focalización hacia el objetivo (target), los electrones que emergen de la guía de ondas son desviados por un campo magnético antes de dirigirse al target. La Fórmula 25 permite calcular la magnitud de este campo magnético.

Generación de Fotones por Frenado (Bremmstrahlung)

En la etapa final, se aborda la generación de fotones mediante el método de frenado. Este proceso ocurre cuando un electrón es atraído por un núcleo, lo que provoca un cambio en su trayectoria y la subsiguiente emisión de fotones.

Cálculos para la Generación de Fotones

Los cálculos involucrados son:

1. Calcular el beta relativista con la Fórmula 27.
2. Calcular el factor de Lorentz a partir del beta relativista.
3. Determinar la aceleración de frenado mediante la Fórmula 3.
4. Calcular el tiempo de frenado.
5. Obtener la potencia de bremstrahlung utilizando la Fórmula 29.
6. Finalmente, calcular la energía de bremstrahlung con la fórmula número 1, obteniendo el valor resultante.