Cтраница 4
Это связано с тем, что групповая скорость ленгмюровских колебаний vgz много меньше скорости пучка с, поэтому, как и в нерелятивистских задачах, Wk ( clvgZ) nrPQ с, где Р0с - энергия релятивистского электрона. [46]
Сечение столкновения релятивистских электронов с частицами плазмы весьма мало ( 10 - 18 - 10 - 19 см2), поэтому даже при плотности плазмы 5 - 1022 см-3 на расстоянии порядка радиуса мишени, примерно равном 1 см, релятивистский электрон практически не теряет энергии. Таким образом, необходимо исследовать, вопрос о возбуждении релятивистским пучком ленгмюровских колебаний, которые затем, поглощаясь тем или иным способом, должны нагреть плазму. Очень важна при этом длина, на которой происходит передача энергии от пучка колебаниями плазмы. [47]
Определенная по рентгеновскому излучению ускоренных электронов, падающих на боковые стенки газоразрядной камеры, энергия их была порядка 100 кэв при энергии частиц пучка 7 - 10 кэз. Плотность ускоренных частиц составляла около 0 1 % плотности холодной плазмы, точные измерения которой были проведены с помощью маломощного детектирующего пучка. Основным механизмом ускорения являются ленгмюровские колебания. Характерно, что полная энергия ускоренных частиц весьма велика и сравнима с энергией холодной плазмы. [48]
YS пропорционален толщине переходного слоя. В холодной бесстолкновительной плазме ленгмюровские колебания являются незатухающими. Поскольку в каждой плоскости хconst ленгмюровские колебания происходят со своей локальной частотой шл ( л:), волновой вектор с течением времени возрастает, а макроскопич. [49]
Вторая задача состоит в том, чтобы использовать более широкий резервуар энергии, о котором говорилось во введении. В классической теории динамо таким резервуаром, из которого черпается энергия магнитного поля, является энергия гидродинамических движений. Возникает вопрос, можно ли использовать энергию высокочастотных колебаний в качестве такого резервуара. Оказывается, существуют режимы, при которых высокочастотные колебания ( ленгмюровские колебания, например) вызывают перестройку магнитного поля. [50]
В § 1.15 решена задача по определению функции распределения пучка при стационарной инжекции его в плазму. Поэтому установление стационарного состояния для пучка, возбуждающего кинетическую неустойчивость, согласно работе [30] должно происходить следующим образом. Первая группа частиц пучка, инжектируемых в плазму, возбуждает ленгмюровские колебания на самом входе в систему и, отдавая энергию колебаниям, релаксирует на довольно большой, но конечной длине. Энергия этой группы частиц, распределенная по большой длине, приводит к появлению в плазме на этой же длине надтепло-вых шумов, энергия которых много меньше той, которая устанавливается в стационарном режиме. Следующая группа электронов пучка взаимодействует с существующими колебаниями, поэтому отдает энергию уже на меньшем расстоянии от входа в систему. Таким образом, энергия шумов теперь больше и распределена на меньшей Длине. Однако в экспериментальных условиях групповая скорость может определяться другими факторами: магнитным полем и конечностью размеров плазмы. [51]
Пучок является источником колебаний. Энергия, с которой частицы покидают пучок, близка к энергий-частиц пучка, а окончательная энергия, которую они приобретают в процессе ускорения на колебаниях, значительно превышает начальную. Свойства пучка как источника колебаний и источника ускоряемых частиц определяются, конечно, процессами, происходящими внутри пучка; тем не менее выводы, полученные при теоретическом рассмотрении, почти не зависят от исходных предположений. Дисперсионные свойства среды определяются холодной плазмой, так как концентрация горячих электронов много меньше концентрации холодных. Из линейной теории неустойчивости следует, что при соре Не из всех типов колебаний, которые могут распространяться вне области пучка, наибольшим инкрементом обладают электронные ленгмюровские колебания. Поэтому естественно считать, что нагрев горячих электронов происходит из-за взаимодействия с этими колебаниями. Характер ный инкремент неустойчивости согласно результатам гл. [52]