Іgnition of the beam-plasma discharge in the initially neitral gas

Abstract

Initial stage of the beam-plasma discharge was studied via computer simulation for 2D electrostatic model. Stripped non-relativistic electron beam was injected into initially non-ionized helium. At the first stage transversal expansion of the beam was observed caused by its space charge. At the same time helium ionization via electron impact took place. Later beam focusing has been developed due to the space charge of the ions. Development of the beam-plasma instability as well as the background plasma heating was observed at the last stage of the simulation.

За допомогою комп'ютерного моделювання для двовимірної електростатичної моделі досліджена початкова стадія плазмово-пучкового розряду. Стрічкоподібний електронний пучок інжектувався в первісно нейтральний гелій. На першому етапі спостерігалося поперечне розбухання пучка, зумовлене його об'ємним зарядом. В той же час відбувалася іонізація гелію електронним ударом. Потім спостерігалося фокусування пучка завдяки об'ємному заряду іонів. На останній стадії моделювання розвивалася плазмово-пучкова нестійкість і відбувався розігрів фонової плазми.

С помощью компьютерного моделирования для двухмерной электростатической модели исследована начальная стадия плазменно-пучкового разряда. Ленточный электронный пучок инжектировался в первоначально нейтральный гелий. На первом этапе наблюдалось поперечное разбухание пучка, обусловленное его объемным зарядом. В то же время происходила ионизация гелия электронным ударом. Затем наблюдалась фокусировка пучка благодаря объемному заряду ионов. На последней стадии моделирования развивалась плазменно-пучковая неустойчивость и происходил разогрев фоновой плазмы.