MODULATION OF INTEGRAL FIELD OF MULTIMODE BEAM INSTABILITIES IN PLASMA

A Zagorodny, A Kirichok, V Kuklin, A Pryimak, V Kharkiv
2014 J. Phys   unpublished
The paper discusses the character of the integral field excited by the non-relativistic electron beam in a multimode regime under the finite level of oscillations absorption. The modulation of the field in the frame of the beam at the initial stage of instability is negligible for small absorption levels. The field in the laboratory frame at fixed points varies slightly, the oscillation frequency decreases slightly in a wide range of changes in the absorption level. In the case of dissipative
more » ... se of dissipative regimes of beam instability the initial distribution of field forms a wave packet, moving synchronously with the area of beam perturbations. In the laboratory reference frame the field, at least at the initial stage of the process, is a sequence of pulses whose duration increases with time. KEY WORDS: beam-plasma instability, field modulation, dissipative instability, field pulses, multimode operation МОДУЛЯЦІЯ ІНТЕГРАЛЬНОГО ПОЛЯ БАГАТОМОДОВИХ ПУЧКОВИХ НЕСТІЙКОСТЕЙ У ПЛАЗМІ Обговорюється характер інтегрального поля, збуджуваного нерелятивістським пучком електронів у багатомодовому режимі за умов скінченного рівня поглинання коливань. Показано, що модуляція поля в системі відліку пучка на початковому етапі розвитку нестійкості є незначною для малих рівнів поглинання. Поле в лабораторній системі відліку у фіксованих точках слабо змінюється, частота коливань дещо зменшується в широкому діапазоні зміни рівня поглинання. У разі дисипативних режимів пучкової нестійкості початковий розподіл поля формує хвильовий пакет, який синхронно рухається з областю збурень пучка. У лабораторній системі відліку поле принаймні на початковій стадії процесу являє собою послідовність імпульсів, тривалість яких зростає з часом. КЛЮЧОВІ СЛОВА: пучково-плазмова нестійкість, модуляція поля, дисипативна нестійкість, імпульси поля, багато хвильовий режим МОДУЛЯЦИЯ ИНТЕГРАЛЬНОГО ПОЛЯ МНОГОМОДОВЫХ ПУЧКОВЫХ НЕУСТОЙЧИВОСТЕЙ В ПЛАЗМЕ Обсуждается характер интегрального поля, возбуждаемого нерелятивистским пучком электронов в многомодовом режиме в условиях конечного уровня поглощения энергии колебаний. Показано, что модуляция поля в системе отсчета пучка на начальном этапе развития неустойчивости незначительна для малых уровней поглощения. Поле в лабораторной системе отсчета в фиксированных точках слабо меняется, частота колебаний несколько уменьшается в широкой области изменения уровня поглощения. В случае диссипативных режимов пучковой неустойчивости начальное распределение поля формирует волновой пакет, синхронно движущийся с областью возмущений пучка. В лабораторной системе отсчета поле, по крайней мере, на начальной стадии процесса представляет собой последовательность импульсов, длительность которых растет со временем. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: пучково-плазменная неустойчивость, модуляция поля, диссипативная неустойчивость, импульсы поля, многомодовый режим Возбуждаемые пучком в плазме интенсивные колебания могут достигать весьма значительных амплитуд. Использование таких колебаний представляет интерес для целей генерации и усиления [1-5], а также для нагрева плазменных электронов и ионов в условиях развития модуляционных неустойчивостей [6-14]. Для генерации полезен именно одномодовый режим возбуждения, когда пространственный спектр возбуждаемых колебаний достаточно узкий, поэтому основные усилия по изучению пучково-плазменных взаимодействий в значительной степени были ориентированы на исследования именно таких режимов. Однако обеспечить одномодовый режим генерации достаточно проблематично. При развитии неустойчивости пучков заряженных частиц в плазме в одномодовом режиме наблюдается значительная амплитудная и фазовая модуляция возбуждаемых длинноволновых ленгмюровских колебаний [3], что может привести к подавлению множества
fatcat:yb43yk3osrabro45pgwifu4jku