The paper focuses on development of the analytical theory to assess spatial distribution of energy released during propagation of the fast electron beam in a gas, in particular in the air at electron energies of 1-100 keV. An approach adopted by authors 2, 3 to study inelastic deceleration of electrons in the air is further developed here. As the inelastic interaction in most cases leads to energy relaxation while elastic interaction causes distribution isotropization over directions, the first task solved in the paper is finding the electron distribution function including only elastic collisions. In the final part of this paper an analytical solution to this task is presented with account of both types of electron deceleration in the air.The calculations show that when elastic collisions are taken into account this leads to increased spatial density of energy release and to narrowing of the primary energy release region of the fast electrons, as compared to calculations accounting for only inelastic deceleration.

Работа посвящена разработке аналитической теории для оценки пространственного распределения энерговыделения при распространении пучка быстрых электронов в газе и, в частности, в воздухе при энергиях электронов 1-100 кэВ. Развивается подход, который был применен авторами 2, 3 при рассмотрении неупругого торможения электронов в воздухе. Основываясь на том, что неупругое взаимодействие, в основном, приводит к релаксации энергии, а упругое к изотропизации распределения по направлениям, в работе вначале решается задача о нахождении функции распределения электронов с учетом только упругих столкновений. В заключительной части находится аналитическое решение поставленной задачи с учетом обоих видов торможения электронов в воздухе.Проведенные расчеты показывают, что учет упругих столкновений приводит к росту пространственной плотности энерговыделения и сужению области, где выделяется основная энергия быстрых электронов, по сравнению с расчетами, в которых учитывается только неупругое торможение.

№4 (220) (2017)