Розпадні несталості плазми в полі потужної неоднорідної електромагнітної хвилі накачки в іонному циклотронному та нижньогібридному інтервалах частот - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукТака теорія дала б змогу визначити роль параметричних несталостей в поглинанні хвилі накачки, у нагріванні плазми, у явищах переносу плазми. Теорія параметричних несталостей в іонному циклотронному та нижньогібридному інтервалах частот була розвинута в багатьох роботах, у яких наведені результати досліджень лінійної стадії параметричних несталостей за участю різних типів хвиль, їхнє числове моделювання, аналіз турбулентного нагріву електронів та іонів. У даній дисертації розвязується одна з таких проблем, а саме: побудовано теорію розпадових несталостей в іонному циклотронному та нижньогібридному інтервалах частот потужного електричного поля накачки зі скінченною довжиною хвилі (, де - хвильовий вектор поля накачки), у якому відношення енергії поля накачки до теплової енергії частинок плазми не є малим параметром. Перший метод грунтується на формалізмі слабких нелінійних взаємодій і дає змогу дослідити розпадання хвиль накачки з хвилевим вектором та частотою на дві хвилі з довільними хвильовими векторами і , які задовольняють умови розпадання , , де та - частоти хвиль розпадання. У цьому підході хвиля накачки та хвилі розпадання розглядаються як слабкі збурення плазми і вважаються величинами одного порядку, а параметричні несталості збуджуються внаслідок нелінійного (квадратичного або кубічного за амплітудою хвиль) відгуку компонентів плазми на хвилю накачки.Воно є також узагальненнями відомих рівнянь теорії слабких взаємодій хвиль в плазмі на випадок потужної хвилі накачки, коли вона є величиною не першого, як це звичайно приймається в такому підході, а нульового порядку стосовно теплової енергії частинок. Для випадку поперечного розповсюдження визначено, що розпадова несталість для хвилі розпаду, що мають довжину хвиль значно меншу за довжину хвилі накачки (), збуджуються внаслідок відносного коливального руху іонів і має такий інкремент У протилежному випадку, коли одна з хвиль розпаду має довжину більшу за довжину хвилі накачки (), ця несталість збуджується внаслідок нелінійного відгуку іонів на хвилю накачки. У випадку квазипоперечного розповсюдження хвиль розпаду визначено, що хвилі розпаду з довжиною, значно меншою за довжину хвилі накачки (), збуджуються здебільшого внаслідок коливального руху електронів стосовно іонів першого й другого сортів, а хвилі розпаду з довжиною хвилі, більшою за довжину хвилі накачки (), збуджуються здебільшого внаслідок нелінійного відгуку іонів на хвилю накачки. Визначено, що хвилі розпаду (іонна бернстейнівська або іон-іонна гібридна) із довжиною, меншою за довжину хвилі накачки, збуджуються внаслідок відносного коливального руху в полі хвилі накачки іонів одного сорту стосовно іонів іншого сорту.У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення задачі про поширення потужної електромагнітної хвилі зі скінченною довжиною хвилі в плазмі з іонами одного та двох сортів, яка знаходиться під впливом однорідного магнітного поля. Цей формалізм також узагальнює підхід, який ґрунтується на формалізмі слабких нелінійних взаємодій хвиль на випадок скінченних зміщень частинок в потужному полі накачки і дає змогу проводити аналіз параметричних несталостей у випадку, коли відношення енергії хвилі накачки до теплової енергії частинок плазми не є малим параметром. У роботі доведено, що розпадова несталість може збуджуватися, по-перше, внаслідок коливань іонів стосовно електронів у полі накачки або іонів стосовно іонів іншого сорту і, по-друге, внаслідок нелінійного відгуку компонентів плазми на хвилю накачки. Доведено, що існує граничне значення хвильового вектора хвиль розпаду таке, що хвилі з хвильовим вектором меншим за збуджуються внаслідок відносного коливального руху компонентів плазми, а хвилі з хвильовим вектором більшим за - внаслідок нелінійного відгуку плазми на хвилю накачки. Доведено, що при основним механізмом збудження розпадових несталостей, які містять різні типи іонних циклотронних хвиль в плазмі з іонами двох сортів, є відносний коливальний рух компонентів плазми (іонів двох сортів і електронів) в полі накачки.

Основний зміст дисертаційної роботи надруковано в 5-ти наукових статтях та 5-ти доповідях на конференціях.