The dynamics of 3D diocotron wave during the “hot“ electron flow propagation in the drift space

The longitudinal dynamic effect on the diocotron wave evolution was clarified. The main features of the plasma particles trapping and confining during the ‘hot’ electron beam propagation through the space of drift were studied.Определена роль продольной динамики в эволюции диокотронной волны. Также были изучены основные особенности захвата и удержания частиц при прохождении «горячего» электронного потока в пространстве дрейфа.Вивчено роль поздовжньої динаміки в еволюції діокотронної хвилі. Досліджено ключові особливості захоплення та утримання частинок при проходженні «гарячого» електронного потоку в просторі дрейфу

The observation of Landau-like damping and diocotron echous in a pure electron plasma

This paper is dedicated to the additional experimental study of the diocotron wave Landau damping, during and after the main electron beam injection pulse. Also, it contains some data on injection of additional electron beam.Увага зосереджена на додатковому експериментальному вивченню явища загасання Ландау диокотронної хвилі. Вивчалися диокотронні коливання як підчас, так і після імпульсу інжекції. Також представлено деякі дані, отримані при проведенні експериментів з інжекції додаткового пучка електронів.Уделено внимание дополнительному экспериментальному изучению явления затухания Ландау диокотронной волны. Исследовались диокотронные колебания во время и после окончания импульса инжекции. Также представлены некоторые данные, полученные при проведении экспериментов с инжекцией дополнительного пучка электронов

Drift oscillations supperssion during the electron plasma decay

The drift waves were excited in non-neutral electron plasma created by injection of a hot electron beam into the drift chamber of the experimental device. The main attention is paid to the regime in which the injected electrons are captured and confined in the central area of the drift chamber in a metastable state. The duration of such confinement was anomalously long. Earlier such state was explained by the presence of coherent drift oscillations in the plasma of the confined particles. But a set of experiments with the drift oscillation suppression have shown that the metastable state of confined plasma exists without a drift oscillations generation. An effective method of the drift wave suppression was found.Дрейфові хвилі збуджувались у зарядженій плазмі, що створювалася у процесі інжекції пучка електронів із сильним розкидом часток по швидкостям до камери дрейфу експериментальної установки. Особлива увага приділялася режиму, в якому інжектовані електрони захоплювалися й утримувалися у центральній області камери дрейфу у метастабільному стані. Час такого утримування був аномально великим. Раніше такий стан пов’язували із присутністю когерентних дрейфових коливань у плазмі захоплених часток. Однак, низка експериментів з придушенням дрейфових осциляцій показала, що утримувана плазма знаходиться у метастабільному стані навіть за відсутності дрейфових коливань. В процесі досліджень було також знайдено ефективний спосіб придушення дрейфових хвиль.Дрейфовые волны возбуждались в заряженной плазме, создаваемой в процессе инжекции пучка электронов с большим разбросом по скоростям в камеру дрейфа экспериментальной установки. Основное внимание уделялось режиму, в котором инжектированные электроны захватывались и удерживались в центральной области камеры дрейфа в метастабильном состоянии. Время такого удержания было аномально большим. Ранее такое состояние связывалось с присутствием когерентных дрейфовых осцилляций в плазме захваченных частиц. Однако, ряд экспериментов с подавлением дрейфовых осцилляций показал, что удерживаемая плазма находится в метастабильном состоянии и в отсутствии дрейфовых колебаний. В процессе исследований был также найден эффективный способ подавления дрейфовых волн

The stability of magnetized non-neutral plasma flow with a broad velocity distribution

The stability of the magnetized non-neutral plasma cylindrical flow was studied experimentally. The flow is injected into the drift tube and spreads along its axis. The radial motion of the charged particles is limited by longitudinal magnetic field. During the experimental study the influence of such factors as the magnetic field strength and the average flow velocity on stability of the flow fluctuations was investigated.Экспериментально исследована устойчивость замагниченного цилиндрического потока заряженной плазмы. Поток инжектировался в трубку дрейфа и распространялся вдоль ее оси. Радиальный дрейф частиц потока ограничивался продольным магнитным полем. Исследовалось влияние на устойчивость системы таких факторов как напряженность магнитного поля и средняя скорость частиц потока.Експериментально досліджено стійкість замагніченого потоку зарядженої плазми. Потік інжектувался до трубки дрейфу та поширювався вздовж її вісі. Радіальний дрейф частинок потоку обмежувався повздовжнім магнітним полем. Досліджувався вплив на стійкість системи таких факторів як напруженість магнітного поля та середня швидкість частинок потоку

Separation on velocities of the particles trapped in self-consistent Malmberg-Penning trap

Coherent structures and conditions of their occurrence in holding configurations have recently attracted the attention of many physicists working on nuclear fusion and nonlinear processes in plasma. Here we discuss the mechanisms of cooling of the electron plasma seized in the self-consistent electromagnetic trap.Когерентні структури й умови їх виникнення в утримуючій конфігурації останнім часом звернули на себе увагу фізиків, працюючих в області дослідження термоядерного синтезу та нелілійних процесів у плазмі. Розглянуто результати досліджень механізмів охолодження електронної плазми, захопленої у самоузгоджену пастку.Когерентные структуры и условия их возникновения в удерживающей конфигурации в последнее время привлекли внимание физиков работающих в области исследования термоядерного синтеза и нелинейных процессов в плазме. Рассмотрены результаты исследований механизмов охлаждения электронной плазмы, захваченной в самосогласованную электромагнитную ловушку

Dynamics of plasma poloidal rotation in the U-3M torsatron

Results of experimental study of plasma rotation dynamics in the U-3M torsatron during transition to the improved confinement mode are presented. The rotation velocity is measured using the Doppler reflectometry methods.Представлено результати експериментального вивчення динаміки обертання плазми в торсатроні У-3М під час переходу розряду в режим покращеного утримання. Швидкість обертання визначалася методом допплеровської рефлектометрії.Представлены результаты экспериментального изучения динамики вращения плазмы в торсатроне У-3М во время перехода разряда в режим улучшенного удержания. Скорость вращения определялась методом допплеровской рефлектометрии

Penning traps for confinement and cooling of charged particles

The parameters of confinement of trapped charged particles are compared for self-consistent electromagnetic traps and for traditional and electromagnetic traps. The possibilities to control the trapped particles dynamics are found, which allows more effective particle confinement. The main attention is paid to methods of controlling the dynamics of charge particles in the trap. Resistive cooling of particles is considered as the main cooling mechanism.Производится сравнение параметров удержания заряженных частиц в конфигурациях самосогласованной электромагнитной ловушки и традиционных электромагнитных ловушек. Показаны возможности управления динамикой удерживаемых частиц, что позволяет более эффективно удерживать и охлаждать их. Основное внимание уделено методам контроля динамики заряженных частиц в ловушке. В качестве основного рассматривается резистивный механизм охлаждения частиц.Робиться порівняння параметрів утримання заряджених частинок у конфігураціях самоузгодженої електромагнітної пастки і традиційних електромагнітних пасток. Показані можливості управління динамікою утримуваних частинок, що дозволяє ефективніше утримувати і охолоджувати їх. Основна увага приділена методам контролю динаміки заряджених частинок у пастці. В якості основного розглядається резистивний механізм охолодження частинок

Oscillatory and wave activity in the runaway electrons flow

The presence of the accelerated particles flow (the flow of runaway electrons) in the plasma confinement volume may case a number of different instabilities. In this work we investigate the spectrum of fluctuations in a flow of charged particles to identify the oscillatory and wave processes observed. Besides, we pay special attention to the interaction between the flow particles and plasma fluctuations. The main evidence of such interaction is the presence of modulation in the particles flow with the corresponding characteristic modulation frequency. Namely, the modulation frequency in such cases corresponds to the frequency of characteristic oscillations of the discharge plasma. Basing on this, we carried out the experimental investigations of spectrum of oscillations observed in the circuits of edge electrostatic probes during the microwave pumping pulse and also on the back edge of the magnetic field pulse.Присутствие в объёме удержания плазмы потока ускоренных электронов (убегающих электронов) может приводить к раскачке разного рода неустойчивостей. В данной работе речь идёт об исследовании спектра флуктуаций в потоке, а также идентификации наблюдаемых колебательных и волновых процессов. Кроме того, уделено особое внимание взаимодействию частиц потока с флуктуациями плазмы. В качестве основного признака такого взаимодействия можно рассматривать наличие в потоке убегающих электронов модуляции с частотами, соответствующими характерным частотам волновых процессов в плазме разряда. Основываясь на этих соображениях, были проведены исследования спектра колебаний тока в цепи периферийных электростатических зондов как во время импульса ВЧ-накачки, так и на заднем фронте импульса магнитного поля.Присутність в обсязі утримання плазми потоку прискорених електронів (втікаючих електронів) може призводити до розгойдування різного роду нестiйкостей. У даній роботі мова йде про дослідження спектра флуктуацій в потоці, а також ідентифікації спостережуваних коливальних і хвильових процесів. Крім того, приділено особливу увагу взаємодії часток потоку з флуктуаціями плазми. В якості основної ознаки такої взаємодії можна розглядати наявність в потоці втікаючих електронів модуляції з частотами, відповідними характерним частотам хвильових процесів у плазмі розряду. Грунтуючись на цих міркуваннях, були проведені дослідження спектра коливань струму в ланцюзі периферійних електростатичних зондів як під час імпульсу ВЧ-накачки, так і на задньому фронті імпульсу магнітного поля

The parametric excitation of ion Bernstein modes at the ICR plasma heating in the U-3M torsatron

The results of theoretical and experimental investigations of oscillatory and wave processes at the stellarator plasma edge are presented. Experimental results were interpreted using the kinetic theory of the electron-ion parametrical instability. It is shown that the interaction between plasma and the alternating electric field under conditions carried out in given experiment makes possible a parametric excitation of the ion cyclotron oscillations.Представлені результати теоретичних та експериментальних досліджень осциляторних й хвильових процесів в периферійній стелараторній плазмі. Експериментальні результати інтерпретуються на основі кінетичної теорії електрон-іонної параметричної нестійкості. Показано, що дія змінного електричного поля на плазму в умовах даного експерименту робить можливим параметричне збудження іонних циклотронних коливань.Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований колебательных и волновых процессов в периферийной стеллараторной плазме. Экспериментальные результаты интерпретируются на основе кинетической теории электрон-ионной параметрической неустойчивости. Показано, что воздействие переменного электрического поля на плазму в условиях данного эксперимента делает возможным параметрическое возбуждение ионных циклотронных колебаний

Formation and properties of self-consistent Malmberg-Penning trap

In recent years a big attention is given to coherent structures at an explanation of phenomena of the fast convective carry from the scratch-off-layer in devices such as “tokamak” and “stellarator”. Coherent structures can appear at occurrence of the self-consistent electromagnetic traps (similar to Malmberg-Penning trap) with confinement and cooling of charged plasma in them. In this paper the results of researches of an opportunity of the self-consistent confinement configuration formation in the non-neutral plasma represented.Останнім часом багато уваги приділяється когерентним структурам у зв’язку з поясненням явища швидкого конвективного переносу з області обдирки в установках типу „токамак” та „стеларатор”. Когерентні структури можуть виникати у самоузгоджених електромагнітних пастках (подібних до пасток Малмберга-Пеннінга) при наявності утримання та охолодження в них зарядженної плазми. У работі представлено результати досліджень щодо можливості формування конфігурації самоузгодженного утримання у зарядженій плазмі.В последнее время большое внимание уделяется когерентным структурам в связи с объяснением явления быстрого конвективного переноса из области обдирки в установках типа «токамак» и «стелларатор». Когерентные структуры могут возникать в самосогласованных электромагнитных ловушках (подобных ловушкам Малмберга Пеннинга) при удержании и охлаждении заряженной плазмы в них. В работе представлены результаты исследования возможности формирования конфигурации самосогласованного удержания в заряженной плазме