Індекс рубрикатора НБУВ: В333.28

Рубрики:

Пучки в плазмі

Шифр НБУВ: ДС41197 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В333.28

Рубрики:

Пучки в плазмі

Шифр НБУВ: ДС41197 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В333.28

Рубрики:

Пучки в плазмі

Шифр НБУВ: ДС41197 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В333.28

Рубрики:

Пучки в плазмі

Шифр НБУВ: ДС41197 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Теоретично та експериментально досліджено генерацію стохастичних коливань у плазмових гібридних сповільнюючих структурах нерелятивістським електронним пучком. Знайдено дисперсійні характеристики, топографію збуджених полів і розподіл потоку ВЧ-енергії. Визначено параметри системи, що відповідають переходу від генерації регулярних коливань до режиму стохастичної генерації, та механізм стохастизації.

Зроблено огляд робіт, в яких розглянуто прискорення заряджених частинок кільватерними хвилями, збудженими у плазмі релятивістськими електронними згустками (РЕЗ). Знайдено оптимальні умови для отримання високого коефіцієнта трансформації енергії за допомогою програмованої послідовності РЕЗ. Одержано підсилення кільватерних полів, збуджуваних довгим РЕЗ внаслідок його самомодуляції.

Детально описується малогабаритний бортовий прискорювач електронів для ракетного експерименту Г60С - одна із реалізацій схеми прискорювача на ємнісних накопичувачах. Описано деякі основні технічні характеристики та робота в ході експерименту. Приведено короткий аналіз режиму роботи в ході експерименту.

Зроблено огляд основних досягнень нерелятивістської та релятивістської плазмових електронік та нових методів прискорення заряджених частинок. Викладено головні результати з НВЧ плазмової електроніки (розробка та створення гібридних потужних пучково-плазмових генераторів та підсилювачів, лазерів на вільних електронах, джерел короткохвильового випромінювання, що використовують параметричний ефект Черенкова); з розробки та створення нового типу прискорювачів заряджених частинок; з плазмово-пучкового розряду, пучкового нагрівання плазми та їх застосувань; з розвитку нових методів прискорення заряджених частинок.

Індекс рубрикатора НБУВ: В333.28

Рубрики:

Пучки в плазмі

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Дисертацію присвячено проблемі розвитку динамічного хаосу в плазмових і пучкових системах під час взаємодій типу хвиля - хвиля та хвиля - частинка. Одержано критерій розвитку динамічного хаосу під час слабонелінійної взаємодії хвиль. Показано, що модифікований розпад є стохастично нестійким. Продемонстровано можливість керування функцією розподілу заряджених частинок за енергіями за умов розвинутого динамічного хаосу у разі взаємодії типу хвиля - частинка. Знайдено умови "необмеженого" стохастичного прискорення заряджених частинок полем регулярної електромагнітної хвилі у зовнішньому магнітному полі. Показано, що у разі авторезонансу стохастична нестійкість не розвивається. Досліджено збудження коливань у короткому резонаторі повільних хвиль електронним пучком, а також стохастизацією коливань в замагніченому пучково-плазмовому хвилеводі під дією зовнішнього монохроматичного поля.

Аналітично, за допомогою числового моделювання та експериментально досліджено вплив глибини початкової модуляції монокінетичного нерелятивістського електронного пучка на подальшу еволюцію сигналу на частоті модуляції в закритичній плазмі. Показано існування кількох характерних діапазонів глибини модуляції, для яких часові (просторові) залежності амплітуди сигналу мають істотно відмінний характер, що визначається конкуренцією між модою на частоті модуляції та власними модами плазмово-пучкової системи на електронних ленгмюрівських частотах фонової плазми.

Досліджено питання взаємодії заряджених частинок та електромагнітних полів у пучкових та плазмових системах, а також проблеми впливу флуктуацій на дані процеси. На рівні взаємодії окремих частинок з електромагнітним полем досліджено нестійкість електронного пучка в резонаторі (монотронна нестійкість), визначено її фізичні механізми. Шляхом числового моделювання в межах самоузгодженої моделі досліджено процес збудження коливань немодульованим електронним пучком у короткому резонаторі повільної хвилі з лінійною дисперсією. Визначено динаміку амплітуд власних коливань та динаміку частинок у фазовому просторі. Проведено порівняльний аналіз отриманих результатів з відомими стосовно хвилеводної системи. Для зарядженої частинки, що прискорюється в серфотроні, визначено стаціонарні фази її руху, а також стійкість цих фаз та вплив флуктуацій амплітуди та фази хвилі на їх стійкість. Розроблено ефективний алгоритм визначення інкремента пучкової нестійкості в плазмово-спіральній уповільнювальній структурі за умов неприйнятності першого наближення метода збурювань, який застосовано для конкретних розрахунків. З'ясовано необхідні умови істотного збільшення інкремента флуктуаційної нестійкості в системі з двох зв'язаних осциляторів, один з яких підданий мультиплікативним флуктуаціям.

Вивчено питання взаємодії та поширення хвиль у магнітосферах пульсарів і системах із плазмово-пучковою нестійкістю (ППН). Розглянуто процеси лінійної трансформації, індукованого розсіювання та трихвильової взаємодії хвиль у магнітосферах пульсарів. Розраховано їх вплив на можливість виходу випромінювання назовні. Досліджено вплив різноманітних типів неоднорідностей плазми на розвиток пучкової нестійкості. Розглянуто великомасштабні неоднорідності (ВКБ наближення) та дрібномасштабні осциляторні неоднорідності. Описано поводження хвиль у разі проходження точки повороту на межі області ППН і розвиток ППН у періодично неоднорідній плазмі. Розв'язано задачу про самоузгоджену взаємодію хвиль і неоднорідностей в обмеженій системі в ППН (наприклад, НВЧ-підсилювачі), в якій виявлено виникнення розподіленого зворотного зв'язку і, як наслідок, - робота системи в автомодуляційному режимі.

Проаналізовано й експериментально досліджено джерела виникнення та особливості реалізації електромагнітного поля в обмеженій провідними стінками пучково-плазмовій системі з плазмовим бар'єром для електромагнітних хвиль, який просвітлюється за допомогою пучка швидких електронів. Визначено залежності прозорості бар'єра від параметрів пучково-плазмової системи. Показано, що у формуванні цих залежностей суттєву роль відіграють нелінійні процеси пучково-плазмової взаємодії в бар'єрі, яка обов'язково має місце за умови такого просвітлення.

Теоретично досліджено перехідне випромінювання (ПВ) за умов, що виникають під час проведення космічних пучково-плазмових експериментів. Розглянуто власні та квазівласні хвилі різкої межі вакуум-анізотропна плазма та перехідне випромінювання на цій межі. Досліджено різні механізми ПВ вістлерів у разі інжекції модульованого електронного пучка в іоносферну плазму, зокрема, можливості резонансного перехідного випромінювання вістлерів. Визначено особливості ПВ від фронтів електронного пучка, а також просторову селекцію цього випромінювання за частотами.

Теоретично досліджено нелінійні процеси в плазмовій лінзі (ПЛ), яка використовується як пристрій, що керує пучками іонів. Розглянуто градієнтні нестійкості, притаманні плазмооптичним пристроям: дрейфову, обумовлену простровою неоднорідністю магнітного поля в плазмооптичному середовищі плазмової лінзи; поздовжню, обумовлену поздовжньою керуючого електричного поля вздовж розповсюдження компенсованого іонного пучка. Вивчено умови оптимального проходження компенсованого іонного пучка у ПЛ та у разі його подальшого транспортування. Визначено, що прострова неоднорідність магнітного поля призводить до появи у плазмовому середовищі лінзи стійких вихорових структур, розмір яких є порівняльним з розміром лінзи, оцінено швидкість переміщення та частоту обертання вихорів. Показано, що їх частота значно більша у порівнянні з частотою початкового азимутального збурення. Одержано диференціальне рівняння, яке описує просторову еволюцію малих збурень змінної густини струму пучка на будь-якій частоті з урахуванням неоднорідності густини пучка та плазми вздовж напрямку розповсюдження пучка, а також його аналітичні та числові розв'язки для конкретних прикладів, що близькі до експериментальних. Розглянуто умови виводу компенсованого іонного пучка на квазібриллюенівську орбіту та продемонстровано ефективність використання ПЛ з метою проведення дослідження.

Експериментально показано, що збільшення параметрів іонних пучків можливе у ході формування та прискорення їх у плазмі індукційними електричними полями з використанням магнітного поля гострокутної геометрії - магнітного "каспу". Доведено, що в електронних прискорювачах прямої дії важливим є питання узгодження розряду генератора імпульсних напруг на нелінійне навантаження - вакуумний діод з холодним вибухово-емісійним катодом. Показано, що існує вузький діапазон параметрів джерела живлення та вакуумного діода, за яких можлива ефективна передача енергії від джерела в енергію пучка. Встановлено ряд нових ефектів і закономірностей у процесі взаємодії даних пучків з плазмою, твердим тілом і рідиною. Зазначено, що позитивно заряджені краплі можуть сприяти збудженню нових ектонів у сильнострумовому вакуумному розряді. Зареєстровано формування сильнострумового електронного мікросекундного пучка у каналі потужного дугового розряду атмосферного тиску у результаті впливу додаткового імпульсу високої напруги. Експериментально підтверджено основні положення теорії тривимірної релаксації електронних та іонних пучків у плазмі. Ідентифіковано типи коливань, які призводять до тривимірної релаксації - косі плазмові коливання. Здійснено збудження акустичних структур - резонаторів і хвилеводів пучками заряджених частинок, встановлено механізми їх збудження. Запропоновано новий спосіб генерування інтенсивних низькочастотних гідроакустичних імпульсів, які грунтуються на інжекції потужних потоків заряджених частинок у рідину.

Обговорено важливу роль вимірювань двочастинкових кореляцій в ультрарелятивістських зіткненнях важких іонів та останні дані, одержані на найсучасніших прискорювачах RHIC та SPS. Досліджено можливу адронізацію переохолодженої кварк-глюонної плазми, створеної в таких реакціях, у бйоркенівській моделі. Така адронізація була б надзвичайно швидким шокоподібним процесом, який, якщо заморожування збігається в часі або настає відразу за адронізацією, може пояснити частину "загадки НВТ", а саме спалахоподібне випромінювання частинок. Дані НВТ також показують, що загальний час розширення надзвичайно короткий. Обговорено питання, пов'язані з адронізацією переохолодженої кварк-глюонної плазми та характерними часами реакції.

Вивчено характеристики плазмової лінзи (ПЛ) за умов роботи з інтенсивними пучками важких іонів. Завдяки зменшенню моментних і мінімізації сферичних і динамічних аберацій ПЛ досягнуто коефіцієнтів стиснення іонного пучка у фокусі, які значно перевищили раніше одержані значення під час роботи з пучками більш легких іонів водню. На базі моделі двокомпонентного квазінейтрального плазмового середовища лінзи з аномальною дифузією електронів зроблено оцінку максимально досяжної напруженості статичного керуючого електричного поля лінзи. Визначено умови збудження в ПЛ пучково-дрейфової нестійкості, обумовленої радіальним градієнтом напруженості магнітного поля, а також її вплив на фокусування іонного пучка. Знайдено інтегральні та дисперсійні характеристики коливань у взаємозв'язку з вказаною нестійкістю, визначено їх інкременти та частоти. Показано, що інкремент збудження таких коливань максимальний за мінімальних значень аксіального хвильового числа. Уперше в діапазоні слабких магнітних полів виявлено радикальне заглушення колективних процесів у ПЛ. У такому разі зменшуються сферичні та динамічні аберації, суттєво покращуються фокусуючі властивості лінзи. З метою пояснення покращення фокусуючих властивостей лінзи в діапазоні слабких магнітних полів запропоновано модель самоорганізації плазмового середовища, за якої у лінзі встановлено ізодрейфове обертання електронної хмари навколо її осі та немає підстав для розвитку в ній пучково-дрейфової нестійкості.

Рассмотрены вопросы математического моделирования плазменной границы в системах извлечения и формирования пучка ионных источников. Описаны теоретические предпосылки, алгоритм и компьютерная программа, позволяющие с помощью метода итераций находить положение и форму плазменной границы в заданной системе электродов, а также форму извлекаемого пучка.