nsu_vvannenkov_201306.pdf

• Анненков Владимир Вадимович, бакалавриат НГУ
• Тимофеев Игорь Валериевич, научный руководитель.

'Система, состоящая из плазмы и движущегося в ней электронного пучка, подвержена развитию различного рода неустойчивостей. Линейная теория позволяет находить спектр неустойчивых колебаний, определять их поляризацию и скорость нарастания. Эта инфор мация важна для построения различных моделей релаксации пучка, поскольку именно наиболее неустойчивые моды определяют дальнейшую нелинейную эволюцию системы.

В последнее время проблема вычисления инкремента неустойчивых колебаний в системе плазма-пучок является предметом активных исследований. Вопрос об эффективности релаксации электронных потоков в плазме весьма актуален как для схемы быстрого поджига мишени в инерциальном термоядерном синтезе, так и для различных астрофизических задач, таких как генерация высокоэнергетических космических лучей, гамма-вспышек, а также солнечных радио-всплесков III типа. С другой стороны, появление адекватных задаче вычислительных ресурсов позволило проводить точные вычисления, выходящие за рамки распространјнных аналитических моделей, основанных на различных приближениях.

Данная проблема актуальна также и для лабораторных пучково-плазменных экспери ментов. Наш интерес к проблеме связан с изучением особенностей коллективного пучково-плазменного взаимодействия в ловушке открытого типа ГОЛ-3 (ИЯФ СО РАН), где турбулентный нагрев плазмы осуществляется мощным релятивистским электронным пучком. Характерной особенностью этих экспериментов является наличие в плазме релятивистских надтепловых хвостов, содержащих большую часть кинетической энергии плазмы, и сильное магнитное поле. Формирование таких хвостов может существенно повлиять на скорость накачки неустойчивых колебаний и стать одной из возможных причин экспериментально наблюдаемых срывов нагрева плазмы при длительной инжекции пучка. С другой стороны, по мере прохождения пучка вглубь плазмы может существенно меняться его функция распределения, вызывая ослабление неустойчивости и влияя на профиль энерговыделения.Таким образом, для адекватного описания этих экспериментов необходимо обобщить линейный анализ пучковой неустойчивости на случай произвольных распределений частиц пучка и плазмы по импульсам.'