مصدر عالي الكثافة للحزمة الجزيئية. الجزء الأول. نظري

في مصدر الحزمة الجزيئية القياسي، يقتصر الحد الأقصى للحدة الممكن تحقيقها في الحزمة المجمعة أولاً بمعدل التسرب من خلال فتحة الفرن، والتي يجب أن تكون ضيقة بما يكفي لتحقيق تدفق جزيئات حرة، وثانياً بالعوامل الهندسية غير المواتية التي تواجه اختيار حزمة مجمعة من سرعات ابتدائية عشوائية. ستقترح هذه الورقة أن توضع الفتحة الأولى في تدفق من فوهة صغيرة عالية السرعة متشاركة المحور مع الحزمة النهائية. تقوم الفوهة بتحويل جزء (حوالي ¾ لرقم ماخ 4 في التصميم للهواء المقدم) من الطاقة الانتقالية العشوائية والطاقة الداخلية لغاز الفرن إلى حركة كتلية موجهة. توفر الحركة الكتلية توجيهاً أولياً تقريبياً، مما يحسن كل من معدل التسرب والعوامل الهندسية، مما يشير إلى تكثيف كبير محتمل للحزمة (بمقدار حوالي 75 في التصميم التجريبي). يتم تجميع سرعات الجزيئات في الحزمة النهائية حول السرعة الكتلية الابتدائية التي توفر انتخاباً جزئياً للسرعة. في هذه الورقة، يُقدم دراسة تصميم نظرية وتقديرات لأداء هذا النوع من المصادر.