High-current relativistic electron beam focusing in plasma

Abstract

The analysis of the envelope equation for high-current relativistic electron beam propagation in plasma in an external uniform magnetic field is presented. The envelope equation is obtained in a Hamiltonian form with an effective potential, which depends from electron beam and plasma parameters, and external magnetic field. Hamiltonian aproach allows fully analyze the behavior of the beam envelope as a function of the beam current, beam energy, plasma density and conductivity, as well as on the external magnetic field and the initial beam angular momentum.

Представлено аналіз рівняння обвідної для потужнострумового релятивистского електронного пучка в плазмі в зовнішньому однорідному магнітному полі. Рівняння обвідної отримано в гамільтоновій формі з ефективним потенціалом, який залежить від параметрів електронного пучка і плазми, а також від зовнішнього магнітного поля. Гамільтонів підхід дозволяє повністю проаналізувати поведінку обвідного пучка в залежності від його струму, енергії, густини та провідності плазми, а також від зовнішнього магнітного поля і початкового кутового моменту пучка.

Представлен анализ уравнения огибающей для сильноточного релятивистского электронного пучка в плазме во внешнем однородном магнитном поле. Уравнение огибающей получено в гамильтоновой форме с эффективным потенциалом, который зависит от параметров электронного пучка и плазмы, а также от внешнего магнитного поля. Гамильтонов подход позволяет полностью проанализировать поведение огибающей пучка в зависимости от его тока и энергии, плотности и проводимости плазмы, а также от внешнего магнитного поля и начального углового момента пучка.