Нелинейное взаимодействие ограниченного модулированного ядерного пучка с плазмой

• Автор: Дорофеенко, Виктор Геннадиевич
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 158 c. : ил

ГЛАВА I. ДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ ГЛУБОКО СМОДУЛИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА В ПЛАЗМЕ

§ I. Уравнение для потенциала в плазме с модулированным пучком электронов

§ 2. Электростатическое равновесие больцмановских сгустков

§ 3. Захваченные частицы с функцией распределения Бома и Гросса

§ 4. Влияние продольного магнитного поля на

электростатическое равновесие сгустков . . 46 § 5. Учет диссипации в плазме вблизи резонанса
Глава II. НЕЛИНЕЙНЫЕ КВАЗИПОПЕРЕЧНЫЕ ЛЕНГМЮРОВСКИЕ КОЛЕБАНИЯ В ПЛАЗМЕ С ОГРАНИЧЕННЫМ ПУЧКОМ ЭЛЕКТРОНОВ

§ 6. Дисперсионное уравнение магнитоактивной

плазмы с релятивистским электронным пучком.

Приближение тонкого пучка

§ 7. Черенковский солитон

§ 8. Циклотронный солитон
§ 9. Коллективная радиальная расходимость релятивистского электронного пучка в плазме
Глава III. СТАЦИОНАРНАЯ ИНЖЕКЦИЯ ОГРАНИЧЕННОГО ЭЛЕКТРОННОГО
ПУЧКА В ПЛАЗМУ
§ 10. Пространственное усиление квазипоперечных
плазменных колебаний пучком электронов
§ II. Бессиловое равновесие пучка в плазме
§ 12. Высокочастотная радиальная фокусировка
пучка
ПРИЛОЖЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
РАБОТЫ АВТОРА
ЛИТЕРАТУРА
ИЛЛЮСТРАЦИИ

Обширные теоретические исследования явления коллективной неустойчивости пучка заряженных частиц в плазме, открытого в работах!* * *], проведенные первоначально в линейном приближении (см. монографии!®“®]), позволили найти области неустойчивости различных типов колебаний плазмы и соответствующие инкременты. Это, в свою очередь, стимулировало постановку экспериментов [®“*®], подтвердивших возможность преобразования энергии направленного движения частиц пучка в энергию колебаний в плазме. Дальнейшие успехи в изучении явления плазменнопучковой неустойчивости были достигнуты для пучков с широкой функцией распределения по скоростям, возбуждающих в плазме широкие спектры колебаний с хаотическими фазами. Построенная в этом приближении квазилинейная теория!**”*®] предсказала образование "плато" на усредненной функции распределения пучка из-за обратного воздействия большого числа гармоник поля и соответствующее уширение спектра колебаний в плазме с пучком. Выводы этой теории подтверждены специально поставленным экспериментом!*®] . Расчет, проведенный в работе!*®], позволил установить, что около 30% энергии квазилинейного пучка преобразуется в энергию плазмы, и тем самым плазменно-пучковый механизм является эффективным средством турбулентного нагрева плазмы!
Еще одним важным практическим приложением плазменно-пучковой неустойчивости является метод коллективного ускорения заряженных частиц в плазме, основные положения которого были сформулированы в работе!®®]. Следует отметить, что еще в первых экспериментах по взаимодействию пучка с плазмой!®] было

Параметр
А 9о 1 ^ г Г- ,
^ - —ИЛ ? ^ 5,5—~ (63)
* Зіг§р«Ч*ч <
определяет относительную силу эффектов электростатической и
X л
магнитной фокусировки пучка. При 1 преобладает элек-

тростатическая, в обратном случае магнитная фокусировка. При оптимальной для магнитной фокусировки угловой скорости вращения пучка условие преобладания магнитных эффектов принимает вид №я достаточно плотных
пучков & увеличение магнитного поля приводит в
первую очередь к изменению диэлектрической проницаемости плазмы и сопровождается дефокусировкой пучка с<> ) до
размеров порядка . При этом ~ Си}^о^> . В обратном предельном случае ^ 9*^ преобладание магнитных эффектов достигается за счет дополнительной фокусировки пучка магнитным полем О ), а дисперсионные свойства плазмы и, соответственно, параметры электростатической фокусировки
ч ч 1/а.
меняются слабо. Соответствующая величина 60^= со4> °
Таким образом, при ^>0 » увеличение внешнего магнитного поля будет приводить к радиальной дефокусировке, а в обратном предельном случае к фокусировке самосжатых сгустков.
Итак, в данном параграфе исследовано влияние магнитного поля на электростатическое равновесие самосфокусированного электронного пучка в плазме. Показано, что воздействие уже слабого
магнитного поля на плазму приводит к существенной