Charged plasma interaction with a surface in crossed fields

Abstract

Problems of non-linear dynamics and non-stationary behaviour of charged plasma interacting with secondary emission surfaces in crossed E×B-fields are discussed from the point of view of the investigation of new approaches for microwave electronic devices. Self-organisation of flows and formation of regular space structures due to the feedback at the emitting surface is shown. The results of computer simulations of electron clouds formation due to non-linear azimuthal instability inside coaxial systems embedded inside in external magnetic field under the condition of strong non-uniform secondary self-sustaining emission are described. The existence of quasi-stationary, rotating state of charged flow has been shown under conditions of conservation of full power and full momentum of the system. It is emphasised the dominant influence of a feedback due to non-uniform secondary emission on dynamics of plasma flow modulation and on arising of a leakage current across external magnetic field.

Обговорюються проблеми нелінійної динаміки і нестаціонарного поводження зарядженої плазми, взаємодіючою з повторно-емісійною поверхнею в схрещених полях, з позиції дослідження нових підходів для пристроїв мікрохвильової електроніки. Показано можливість самоорганізації потоків і формування регулярних просторових структур, обумовлена зворотним зв'язком на емітувальній поверхні. Дано опис результатів чисельного моделювання формування електронних структур у коаксіальних системах, що знаходяться в зовнішньому магнітному полі, в умовах неоднорідної самопідтримної вторинної емісії. Показано можливість існування стаціонарно обертових станів в умовах збереження повної потужності і повного моменту системи. Звертається особлива увага на домінуючий вплив зворотного зв'язку і неоднорідності вторинної емісії на динаміку модуляції потоків і виникнення струмів витоку поперек зовнішнього магнітного поля.

Обсуждаются проблемы нелинейной динамики и нестационарного поведения заряженной плазмы, взаимодействующей с вторично-эмиссионной поверхностью в скрещенных полях, с позиции исследования новых подходов для устройств микроволновой электроники. Показана возможность самоорганизации потоков и формирования регулярных пространственных структур, обусловленная обратной связью на эмитирующей поверхности. Дано описание результатов численного моделирования формирования электронных структур в коаксиальных системах, находящихся во внешнем магнитном поле, в условиях неоднородной самоподдерживающейся вторичной эмиссии. Показана возможность существования стационарно вращающихся состояний в условиях сохранения полной мощности и полного момента системы. Обращается особое внимание на доминирующее влияние обратной связи и неоднородности вторичной эмиссии на динамику модуляции потоков и возникновение токов утечки поперек внешнего магнитного поля.