Введение к работе
; . . >.'.''' І .; гу, :> .Д^т^альност» темы. В процессе релаксации неравновесной плазмы к
термодинамически равновесному состоянии возбуждаются собственные
волны среды, неустойчивые в линейном приближении. Если
неустойчивость волны развивается быстрее, чем' происходит диссипация
энергии в системе, то говорят, что в системе реализуется реактивная
неустойчивость [і]. Исследование реактивных 'неустойчивостей
чрезвычайно важно в практическом отношении, так как они являются
наиболее быстрыми. '-..,''
Одним из самых распространенных примеров реактивной неустойчивости является: неустойчивость, возникающая "при Транспортировке ' электронных пучков в вакуумних или плазменных' системах. Проблема пучковой неустойчивости, коллективного взаимодействия электронных пучков с плазмой ,' имеет огромное прикладное значение с точки зрения ' прямого преобразования направленной энергии электронного пучка в" энергию когерентного электромагнитного излучения. ' '
Существуют два режима пучково-плазменпой неустойчивости! комптоновский или режим вынужденного одночастичного эффекта Черенкова и рамановский или режим коллективного эффекта Черенкова [2]. Первый реализуется- в том случае. Когда инкремент неустойчивости больше одной из собственных частот подсистемы . (пучковой или плазменной). Второй'.режим осуществляется тогда, когда инкремент неустойчивости много меньше собственных частот подсистем, в этом случае волновые свойства подсистем проявляются полностью.. Линейная теория пучково-плаэмёняой неустойчивости была уже вполне разработана [з, 4] к середине 7о-х гг.
Стабилизация пучково-пяазмениой неустойчивости происходит на основе нелинейных процессов. В настоящее время исследование
нелинейной динамики пучково-плазменной неустойчивости в основном проводится с помощью численных методов. При этом- в задаче ила .осуществляется полномасштабное чисяенное моделирование (5) или полевые. уравнения предварительно укорачивается [б]. Численный анализ указывает на то, что нелинейная динамика зависит от режима линейной неустойчивости. В комптоновском режиме насыщение неустойчивости обычно-происходит на сильно нелинейной стадий, когда частицы пучка захватывается полем волны [7]. В рамановском режиме неустойчивости укороченные уравнения удается проинтегрировать. Это объясняется наличием малого параметра в задаче - коэффициента слабой связи между медленной пучковой и быстрой плазменной волнами. : Если в пучково-плазменной системе реализуется распадные условия, то основным нелинейным процессом, определяющим динамику стабилизации неустойчивости, является трехволновое взаимодействие. ' Оценки показывают, что инкремент распадной неустойчивости кокет превосходить инкремент пучковой неустойчивости в рамановском .режиме. Учет распадного взаимодействия одной из связанных- волн системы (медленной пучковой, т.к. пучок более нелинеен), неустойчивых в линейной приближении, представляется важным с точки зрения исследования нелинейной динамики процесса.
Целью настоящей работы является исследование влияния распадных процессов на нелинейную стадию развития реактивной неустойчивости не примере пучково-плазменной неустойчивости в рамановском режиме. Научная новизна работы. В работе впервые: - ' получены. укороченные уравнения, описывающие нелинейную динамику слабо связанных вот, одна из которых неустойчива относительно распада на свою половинную субгармонику; *' Дфоайалнзированы процессы распада аксиально-симметричной ТН-волны, распространяющейся в замагниченном плазменном
Ч"\
волноводе ( при полном и неполной заполнении последнего) на аксиально-несимметричные субгармоники с половиннойчастотой;
исследована проблема динамической . стабилизации
пучково-плаэменной неустойчивости за счет развития распадов в
пучковой подсистеме. '
Практическая ценность работы. Полученные в диссертации характерные длины распада аксиально-симметричной ТН-волта иа свою половинну» субгарионику в сплошісй и трубчатой плазме определяют оптимальную длину трансформации нокноЯ аксиально-симметричней волны в волноводе.
Проведанный анализ влияния распадных 'процессов в пучковой подсистеме на нелинейную стадии пучково-пяазиеннбй неустойчивости определяет возможность управления уровнем насыщения неустойчивости.
Апробациа работы,.
Материалы диссертации докладывались я' обсуждались на семинаре
теоретического отдела ИОФ All СССР, iia 'v и vr Ососоюзный
конференциях "Взаимодействие электромагнитных излучений с плазмой"
(Ташкент, октябрь 1989, Душанбе, октябрь 199і), иа Международной
конференции ло физике плазмы (Индия, ноябрь' 1939), 'на XX
Иеядуііародиой конференции по явлениям В явлениям- -в ионизованных
газах <Игалня, ясль 1991). ' '
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 7 работах.
Обьем работы. Диссертация состоит из введения, 3-х глав, заключения и списка литературы и содержит 82 страницы машинописного текста, 72 библиографические ссылхи.