Large amplitude solitary hole in relativistic electron beam

The possibility to excite the coherent solitary wave structure like the electric potential hump of large amplitude in the accelerator electron beam has been considered. Its properties and dependencies of properties on amplitude have been investigated

Peculiarities of dispersion characteristics of sinusoidally rippled plasma waveguides with small ripple depth

Analytical expressions for the dispersion equations of E-waves of flat and cylindrical sinusoidal rippled plasma waveguides with super conducting walls in a strong external magnetic field are received. Origin of forbidden bands, which are formed at crossings of the dispersion curves describing various own modes, is investigated. The width of formed forbidden bands and group speeds of own waves near to the forbidden bands are determined. Comparison of the theory with results of the previous researches in special cases gives good qualitative and quantitative conformity.Отримано аналітичні вирази для дисперсійних рівнянь Е-хвиль плоского і циліндричного плазмових хвилеводів з сінусоідально гофрованими ідеально провідними стінками в сильному зовнішньому магнітному полі. Досліджено утворення смуг непрозорості, які утворюються при перетинанні дисперсійних кривих, що характеризують різноманітні власні моди. Визначено ширину смуг непрозорості, що утворюються, і групові швидкості власних хвиль поблизу смуг непрозорості. Порівняння теорії з результатами попередніх досліджень в окремих випадках дає гарну якісну і кількісну відповідність.Получены аналитические выражения для дисперсионных уравнений Е-волн плоского и цилиндрического плазменных волноводов с синусоидально гофрированными идеально проводящими стенками в сильном внешнем магнитном поле. Исследовано образование полос непрозрачности, которые образуются при пересечении дисперсионных кривых, характеризующих различные собственные моды. Определены ширина образующихся полос непрозрачности и групповые скорости собственных волн вблизи полос непрозрачности. Сравнение теории с результатами предыдущих исследований в частных случаях дает хорошее качественное и количественное соответствие

Negative ion crystal formation in nonequilibrium plasmas

The crystal formation of heavy negative ions is considered in following system. The plasma flow with positive ions and electrons propagates vertically up and extends in radial direction. The flow propagates relative to heavy negative ions, subjected to gravity. The flow excites the perturbations of large amplitudes. The properties and evolution of these excited perturbations are considered. The evolution equation is derived for the case of any amplitudes. It is shown that these perturbations of large amplitude lead to spatial ordering of heavy negative ions in nonequilibrium plasma

Properties and excitation of solitary perturbations by electron beam in accelerator

The excitation of a solitary wave perturbation of electric potential hump type with a large amplitude of an electron beam at the accelerator has been considered. Its properties and dependencies of properties on the amplitude have been investigated. This perturbation propagates in the rest frame of the beam with a velocity, approximately equal to the thermal velocity of beam electrons. The perturbation forms hole and vortex in the electron phase space. The solitary perturbation is excited due to nonlocal interaction of the beam with a metallic wall of final conductivity. This hump of electric potential is the BGK perturbation

Parametric instability of surface waves at the second harmonic of ion cyclotron frequency

Parametric instability of surface waves at the second harmonic of ion cyclotron frequency (SWCF) in plasma filled dielectric planar waveguide is examined in a kinetic approximation. SWCF are extraordinary polarized modes propagating across the external steady magnetic field. Simple analytical expressions for the SWCF frequencies, their damping rates due to collisions between plasma particles and interactions between plasma particles and plasma interface, increments of the parametrical instabilities are found. Increments of the SWCF parametric instabilities are slightly dependent on the transverse dimensions of the plasma layer and they strongly decrease with the SWCF wavelength. The obtained results can be used in controlled fusion researches in order to avoid undesirable regime of the plasma periphery heating in fusion devices during.Параметрична нестійкість поверхневих хвиль на другій гармоніці іонної циклотронної частоти (ПЦХ) в діелектричних хвилеводах з плазмовим заповненням досліджена в кінетичному наближенні. ПЦХ є незвичайно поляризованими модами, що поширюються поперек зовнішнього сталого магнітного поля. Знайдено прості аналітичні вирази для частот ПЦХ, їх декрементів загасання, обумовлених зіткненнями частинок плазми між собою та їх взаємодією з межею плазми, а також інкрементів їх параметричної нестійкості. Інкременти параметричної нестійкості ПЦХ слабко залежать від поперечних розмірів плазми та сильно зменшуються із збільшенням довжини хвилі ПЦХ. Здобуті результати можна використовувати в термоядерних дослідження для визначення небажаних режимів нагрівання периферії плазми, яких слід уникати при ІЦРН.Параметрическая неустойчивость поверхностных волн на второй гармонике ионной циклотронной частоты (ПЦВ) в диэлектрических волноводах с плазменным заполнением исследована в кинетическом приближении. ПЦВ являются необыкновенно поляризованными модами, распространяющимися поперек внешнего постоянного магнитного поля. Найдены простые аналитические выражения для частот ПЦВ, их декрементов затухания, обусловленных столкновениями частиц плазмы между собой и их взаимодействием с границей плазмы, а также инкрементов их параметрической неустойчивости. Инкременты параметрической неустойчивости ПЦВ слабо зависят от поперечных размеров плазмы и сильно уменьшаются при увеличении длины волны ПЦВ. Полученные результаты могут быть использованы в исследованиях по термоядерному синтезу для определения нежелательных режимов нагревания периферии плазмы, которых следует избегать при ИЦРН

To the theory of plasma waves in pereodic plasma waveguides

Forbidden bands for plasma waves in periodical plasma waveguides are predicted and correctly studied. It was shown that the periodicity influence over frequencies far from the forbidden bands is neglectfully small even for the comparatively large corrugation depth. At the same time while frequency is approaching to any of forbidden bands periodicity influence over dispersion properties and field distribution increases. A group velocity decreases down to zero on the boundaries of forbidden bands. Plasma wave fields concentrates in small space domains and concentration power increases by approaching to the cut off frequencies. This is caused by higher space harmonics contribution which unlike electromagnetic waves in periodical vacuum waveguides have spatial nature and their calculation is of principle

Quasilinear description of electron cloud dynamics in the solar corona plasma

In this study, we consider dynamics of maxwellian electron cloud with the temperature significantly exceeding that of surrounding plasma. We investigate the transition from initially free electron propagation to a quasilinear one. We show qualitatively and quantitatively that only a small part of the cloud propagates into a plasma, whereas the main part of electrons is concentrated in the place of injection. These electrons turn out to be locked by the Langmuir turbulence generated by the electrons left that region

Electric barrier formation in kind of connected dip and hump of electric potential near ECR point

The self-consistent formation, observed in experiments, of the solitary barrier for plasma electrons and ions has been analytically described

Condition of damping of anomalous radial transport, determined by ordered convective electron dynamics

It is shown, that at development of instability due to a radial gradient of density in the crossed electric and magnetic fields in nuclear fusion installations ordering convective cells can be excited. It provides anomalous particle transport. The spatial structures of these convective cells have been constructed. The radial dimensions of these convective cells depend on their amplitudes and on a radial gradient of density. The convective-diffusion equation for radial dynamics of the electrons has been derived. At the certain value of the universal controlling parameter, the convective cell excitation and the anomalous radial transport are suppressed.Показано, що в пристроях КТС у схрещених електричному і магнітному полях може виникати упорядкування конвективних осередків і аномальне транспортування. Побудовано просторову структуру цих онвективних осередків. Отримано конвективно-дифузійне рівняння для радіальної динаміки електронів. При визначеному значенні контролюючого параметра збудження конвективних осередків і аномальне транспортування придушені.Показано, что в установках УТС в скрещенных электрическом и магнитном полях может возникать упорядочение конвективных ячеек и аномальный перенос. Построена пространственная структура этих конвективных ячеек. Получено конвективно-диффузионное уравнение для радиальной динамики электронов. При определенном значении контролирующего параметра возбуждение конвективных ячеек и аномальный перенос подавлены