Stability of axially–symmetric lower hybrid modes of single component electron plasma with additive of background gas ions

Abstract

The low-frequency spectrum of axially-symmetric modes of oscillations of the nonneutral plasma completely filling a waveguide is evaluated. Plasma consists of cold electrons and a small additive of ions produced by ioniza-tion of neutrals of background gas by electron impact. Ions are described by the equilibrium distribution function adequately taking into account the peculiarity of their formation. The spectrum of oscillations consists of the family of lower hybrid modes and families of "modified" of ion cyclotron (MIC) modes. MIC modes intersecting lower hybrid modes are unstable within a wide range of changing of fields and plasma density due to anisotropy of the ion distribution function.

Численно определены низкочастотные спектры аксиально-симметричных мод колебаний заряженной плазмы, полностью заполняющей волновод. Плазма состоит из холодных электронов и малой добавки ионов, которые образовались ионизацией нейтралей фонового газа электронным ударом. Ионы описываются равновесной функцией распределения, адекватно учитывающей эту особенность их образования. Спектр состоит из семейства нижнегибридных мод и семейств модифицированных» ионных циклотронных (МИЦ) мод. МИЦ-моды, которые пересекаются с нижнегибридными модами, неустойчивы в широком диапазоне изменения полей и плотности плазмы из-за анизотропии функции распределения ионов.

Чисельно визначені низькочастотні спектри аксіально-симетричних мод коливань зарядженої плазми, що повністю заповнює хвилевід. Плазма складається з холодних електронів і малої добавки іонів, які утворилися іонізацією нейтралів фонового газу електронним ударом. Іони описуються рівноважною функцією розподілу, що адекватно враховує цю особливість їх утворення. Спектр складається з сімейства нижньогібридних мод і сімейств «модифікованих» іонних циклотронних (MIЦ) мод. МІЦ-моди, які перетинаються з нижньогібридними модами, нестійкі в широкому діапазоні зміни полів і щільності плазми із-за анізотропії функції розподілу іонів.