Self-similar variables and the problem of nonlocal electron heat conductivity

Self-similar solutions of the collisional electron kinetic equation are obtained for the plasmas with one (1D) and three (3D) dimensional plasma parameter inhomogeneities and arbitrary Z{sub eff}. For the plasma parameter profiles characterized by the ratio of the mean free path of thermal electrons with respect to electron-electron collisions, {gamma}{sub T}, to the scale length of electron temperature variation, L, one obtains a criterion for determining the effect that tail particles with motion of the non-diffusive type have on the electron heat conductivity. For these conditions it is shown that the use of a {open_quotes}symmetrized{close_quotes} kinetic equation for the investigation of the strong nonlocal effect of suprathermal electrons on the electron heat conductivity is only possible at sufficiently high Z{sub eff} (Z{sub eff} {ge} (L/{gamma}{sub T}){sup 1/2}). In the case of 3D inhomogeneous plasma (spherical symmetry), the effect of the tail electrons on the heat transport is less pronounced since they are spread across the radius r

High energetic electron distribution tails for nonlinear collisional kinetic equation in the presence of heating

The time-depended solutions of collisional electron kinetic equation with the heating term allowing the solutions in self-similar variables are considered. A broader class of the heating terms resulting in enhancement of the tail of the distribution function in comparison with Maxwellian is analyzed both analytically and numerically. The results obtained can be used for the assessment of the impact of superthermal electrons on heat transport for divertor plasma as well as for the benchmarking of sophisticated kinetic codes.Рассматриваются зависящие от времени решения столкновительного электронного кинетического уравнения с нагревом, которые допускают представление в автомодельных переменных. Анализируется аналитически и численно широкий класс операторов нагрева, который приводит к росту хвоста функции распределения по сравнению с максвелловским. Полученные результаты могут быть использованы для оценки влияния сверхтепловых электронов на перенос тепла для диверторной плазмы, а также в качестве теста для сложных кинетических кодов.Розглядаються залежні від часу рішення зіштовхувального електронного кінетичного рівняння з нагріванням, що допускають представлення в автомодельних змінних. Аналізується аналітично і чисельно широкий клас операторів нагрівання, що приводить до росту хвоста функції розподілу в порівнянні з максвеллівським. Отримані результати можуть бути використані для оцінки впливу надтеплових електронів на перенос тепла для диверторної плазми, а також як тест для складних кінетичних кодів