Instability of cylindrical relativistic electron beam, propagating in plasma

The new mechanism of instability development of relativistic electron beam of finite radius in plasma has been considered. Two-dimensional linear theory of this instability has been constructed. As a result of this theory the frequencies of excited waves and growth rates of their excitation have been derived. 2.5-numerical simulation of nonlinear stage of instability development and bunching of relativistic beam has been performed. The possibility has been shown to use of this mechanism of instability for formation of train of short relativistic bunches, used in wakefield method of electron acceleration.Розглянутий новий механізм нестійкості радіально обмеженого релятивістського електронного пучка в плазмі. Збудовано двовимірну лінійну теорію цієї нестійкості, в результаті якої знайдені частоти збуджуваних хвиль та інкременти їх зростання. Проведено 2,5-вимірне числове моделювання нелінійної стадії розвитку нестійкості та групування релятивістського пучка. Показано можливість використання цього механізму нестійкості для отримання послідовності коротких релятивістських згустків, яка використовується в кільватерному методі прискорення.Рассмотрен новый механизм неустойчивости радиально ограниченного релятивистского электронного пучка в плазме. Построена двумерная линейная теория этой неустойчивости, в результате которой найдены собственные частоты возбуждаемых волн и инкременты их нарастания. Проведено 2,5-мерное численное моделирование нелинейной стадии развития неустойчивости и степени группировки релятивистского пучка. Показана возможность использования этого механизма неустойчивости для получения последовательности коротких релятивистских сгустков, используемой в схеме кильватерного метода ускорения

Ions losses in multislit electromagnetic trap “Jupiter 2M”

The results of ions losses researches through magnetic slits and axial holes of a multislit electromagnetic trap “Jupiter 2M” are submitted. Plasma potential in the central area of a trap and potential depression in a ring magnetic slit are experimentally measured. The potential barriers to ions in ring magnetic slits are determined. It is shown, that the ions losses in the axial holes make no more than 4 % of total ions losses from the trap. The reason of low ions losses in axial holes is the additional forces arising at plasma interaction with crossed electrical and magnetic fields.В роботі представлені результати досліджень втрат іонів через магнітні щілини та осьові отвори багатощілинної електромагнітної пастки “Юпітер 2М”. Експериментально виміряні потенціал плазми в центральній області пастки та провисання потенціалу в кільцевих магнітних щілинах. Визначені потенційні бар’єри для іонів в кільцевих магнітних щілинах. Показано, що втрати іонів через осьові отвори не перевищують 4% загальних втрат іонів з пастки. Причиною малих втрат іонів через осьові отвори є додаткові сили, що виникають при взаємодії плазми з схрещеними електричним та магнітним полями.В работе представлены результаты исследования потерь ионов через магнитные щели и осевые отверстия многощелевой электромагнитной ловушки «Юпитер 2М». Экспериментально измерены потенциал плазмы в центральной области ловушки и провисание потенциала в кольцевых магнитных щелях. Определены потенциальные барьеры для ионов в кольцевых магнитных щелях. Показано, что потери ионов в осевые отверстия не превышают 4% общих потерь ионов из ловушки. Причиной малых потерь ионов через осевые отверстия являются дополнительные силы, которые возникают при взаимодействии плазмы со скрещенными электрическим и магнитным полями

Multislit electromagnetic trap “Jupiter F”

The construction of multislit electromagnetic trap “Jupiter F” with application of ferromagnetic materials to strengthening of a magnetic field, the results of calculations, and the results of experimental investigations of the magnetic field configuration are presented.Представлено конструкцію багатощілинної електромагнітної пастки “Юпітер Ф” з використанням феромагнітних матеріалів для підсилення магнітного поля, результати розрахунків та експериментальних досліджень конфігурації магнітного поля.Представлены конструкция многощелевой электромагнитной ловушки “Юпитер Ф” с применением ферромагнитных материалов для усиления магнитного поля, результаты расчетов и экспериментальных исследований конфигурации магнитного поля

Effect of short-range electron correlations in dynamic transport in a Luttinger liquid

The density operator in the Luttinger model consists of two components, one of which describes long-wave fluctuations and the other is related to the rapid oscillations of the charge-density-wave (CDW) type, caused by short-range electron correlations. It is commonly believed that the conductance is determined by the long-wave component. The CDW component is considered only when an impurity is present. We investigate the contribution of this component to the dynamic density response of a Luttinger liquid free from impurities. We show that the conventional form of the CDW density operator does not conserve the number of particles in the system. We propose the corrected CDW density operator devoid of this shortcoming and calculate the dissipative conductance in the case when the one-dimensional conductor is locally disturbed by a conducting probe. The contribution of the CDW component to conductance is found to dominate over that of the long-wave component in the low-frequency regime.Comment: 6 pages, 4 figures; updated to the published versio

Investigation of Al-ZERODUR interface by Raman and secondary ion mass spectroscopy

The interface of ZERODUR ceramics and thin aluminium film was investigated by Raman and secondary ion mass-spectroscopy techniques. Possible chemical reactions at the interface is briefly analyzed and compared with experimental data. Contributions of amorphous and crystalline phases of ZERODUR to Raman spectra are discussed. Keywords: ZERODUR ceramics, Raman spectra, secondary ion mass-spectroscopy. Manuscript received 19.04.05; accepted for publication 18.05.05

Two-dimensional modeling of plasma confinement in a toroidal electromagnetic trap

Two-dimensional modeling of plasma confinement in a toroidal electromagnetic trap with transverse magnetic slits is carried out. The spatial distributions of electrons and ions density, magnetic and electrostatic potentials are obtained. Diamagnetic currents of electrons and ions, responsible for shielding of a vacuum magnetic field in plasma, and borders of the superseded vacuum magnetic field are determined.Проведено двомірне моделювання утримання плазми в тороідальній електромагнітній пастці з поперечними магнітними щілинами. Отримані просторові розподіли густини електронів і іонів, магнітного та електростатичного потенціалів. Визначені діамагнітні токи електронів та іонів, відповідальні за екранування вакуумного магнітного поля в плазмі, і межі витиснутого магнітного поля.Проведено двумерное моделирование удержания плазмы в тороидальной электромагнитной ловушке с поперечными магнитными щелями. Получены пространственные распределения плотности электронов и ионов, магнитного и электростатического потенциалов. Определены диамагнитные токи электронов и ионов, ответственные за экранирование вакуумного магнитного поля в плазме, и границы вытесненного магнитного поля

Modeling of plasma accumulation, heating and confinement in a source of thermonuclear neutrons

The mathematical model and computer program were prepared for modeling of physical processes in a source of thermonuclear neutrons. As a result of modeling, the time dependences on characteristics of system were obtained for plasma parameters in starting conditions, for the conditions to approach to a stationary mode, for the plasma parameters in stationary mode and for neutron yield

To the mechanism of modulated REB current increase during its propagation through plasma

The mechanism of full current increase is investigated in this paper. This current arises at transporting of the short relativistic electron bunches in the plasma, formed by them at gas of large pressure. This phenomenon is determined by the electric field, arising at motion of the relativistic electron bunches, having an angular divergence, in the plasma

The thermonuclear reactor conceptual project based on the multislit electromagnetic trap

The thermonuclear reactor conceptual design based on the multislit electromagnetic trap with axisymmetric geometry of the magnetic field is developed. Plasma parameters are: density ne,i = 8·10¹⁹ m⁻³, electron temperature Тe = 34 keV, ion temperature Ti = 38 keV, plasma volume VP = 1140 m³ . The magnetic, electrostatic, vacuum systems and the blanket of thermonuclear reactor are presented.Розроблено концептуальний проект термоядерного реактора на основі багатощілинної електромагнітної пастки з вісесиметричною геометрією магнітного поля. Параметри плазми: густина ne,i = 8·10¹⁹ м⁻³, температура электронів Тe = 34 keV, температура іонів Ti = 38 keV, об’єм плазми VP = 1140 м³. Представлено магнітну, електростатичну, вакуумну системи та бланкет термоядерного реактора.Разработан концептуальный проект термоядерного реактора на основе многощелевой электромагнитной ловушки с осесимметричной геометрией магнитного поля. Параметры плазмы: плотность ne,i = 8·10¹⁹ м⁻³, температура электронов Тe = 34 keV, температура ионов Ti = 38 keV, объём плазмы VP = 1140 м³. Представлены магнитная, электростатическая, вакуумная системы и бланкет термоядерного реактора