О влиянии плазменных нелинейностей на возбуждение колебаний электронным пучком в коротком плазменном резонаторе

Abstract

В кинетическом приближении проведено теоретическое исследование динамики возбуждения колебаний потоком электронов в коротком плазменном резонаторе. Аналитически определены зоны генерации и эффективность взаимодействия пучка с полем резонатора в зависимости от физических параметров системы. Показано, что наличие обратных волн существенно изменяет динамику возбуждения колебаний. Путем численного анализа динамики частиц и полей показано, что учет электронных нелинейностей приводит к уменьшению значений стационарной амплитуды возбуждаемого поля, группировке частиц и захвату частиц плазмы в узлах возбуждаемых стоячих волн. Получена оценка применимости модели резонатора заполненного плазмой – найдены значения параметров системы, при которых происходит захват частиц пучка и плазмы полем прямой и обратной волны, что приводит к выносу частиц пучка и плазмы из области взаимодействия, как через выходной, так и через входной торцы резонатора.