Компьютерное моделирование процессов электронной эмиссии в сильных электромагнитных полях

В статье рассматривается задача расчета процессов эмиссии электронов с поверхности металлов в сильных электромагнитных полях с учетом релятивистских эффектов. В нашей работе для осесимметричной геометрии технической системы предложен численный метод расчета эмиссии электронов с поверхности металлического катода. Для моделирования используется метод частиц в сочетании с сеточным расчетом полей на основе уравнений Максвелла. Подход использует представление крупных сглаженных гауссовых частиц и реализует вычисления электромагнитного поля на декартовых пространственных сетках. Программная реализация ориентирована на параллельные вычисления. С помощью разработанной методики рассчитан процесс эмиссии в коаксиальном цилиндрическом диоде с магнитной самоизоляцией. Процесс рассчитан для двух ситуаций: в отсутствие и в присутствии продольного слоя плазмы. В расчетах показано, что присутствие плазмы приводит к усилению эмиссионного тока. Это согласуется с результатами натурных экспериментов.