Speaker
Description
Как показали эксперименты по инжекции килоамперного электронного пучка в
плазму на установке ГОЛ-ПЭТ [1-2], наличие в ней радиальных
квазипериодических градиентов плотности приводит к увеличению мощности
излучения в окрестности плазменной частоты до уровня 10 МВт, что на порядки
превышает мощность, которая наблюдается в случае однородной плазмы. Это
мотивировало исследование механизма электромагнитного излучения из плазмы
с косой модуляцией плотности.
Одним из механизмов, который способен обеспечить столь высокую
эффективность конверсии мощности пучка в мощность излучения, является
механизм плазменной антенны [3]. Однако ранее он рассматривался только
для плазмы со строго продольной модуляцией плотности и предсказывал падение
эффективности в режиме, когда ширина плазмы превышала длину волны
излучения. В данной работе теория плазменной антенны обобщена на случай
толстой плазмы и косой модуляции плотности ионов $n=n_0+\Delta n\cdot cos( \vec{q} \vec{r})$. Исследование данного механизма на основе аналитической теории и PIC моделирования показало возможность достижения высокой эффективности излучения (3%) в условиях, когда сателлит самой неустойчивой пучковой волны попадает в резонанс с ее собственными колебаниями, подчиняющимися дисперсионному уравнению холодной замагниченной плазмы.
Список литературы:
[1] Arzhannikov, A. V., et al. "Well-directed flux of megawatt sub-mm radiation generated by a relativistic electron beam in a magnetized plasma with strong density gradients." Plasma physics and controlled fusion 62, 4 (2020).
[2]Samtsov, Denis A., et al. "Generation of a Directed Flux of Megawatt THz Radiation as a Result of Strong REB-Plasma Interaction in a Plasma Column." IEEE Transactions on Plasma Science 49, 11 (2021).
[3] Timofeev, I. V., E. P. Volchok, and V. V. Annenkov. "Theory of a beam-driven plasma antenna." Physics of Plasmas 23, 8 (2016).
| Научный руководитель | Тимофеев Игорь Валериевич |
|---|---|
| Статус | Аспирант 1-го года |
| Подразделение | лаборатория 9-1 |
| Текущее образовательное учреждение | НГУ |
