Structures’ formation in inhomogeneous plasma excited by thin modulated electron beam

Abstract

Interaction of thin modulated electron beam with inhomogeneous non-isothermal plasma is studied using 2D PIC electrostatic simulation. On the early stage of interaction intensive HF oscillations of electric field are observed in local plasma resonance region. Pondermotive force of these oscillations disturbs an initial profile of plasma density. On the later stage of interaction ring-like pulse of plasma density propagates out of the resonance region. Velocity of this pulse depends on its intensity and exceeds the ion sound velocity. This fact demonstrates the nonlinear nature of the pulse

Взаємодія тонкого модульованого електронного пучка з неоднорідною неізотермічною плазмою досліджується за допомогою двовимірного електростатичного методу великих частинок в комірках. На початковому етапі взаємодії інтенсивні ВЧ-коливання електричного поля спостерігаються в області локального плазмового резонансу. Пондеромоторна сила цих коливань збурює початковий профіль густини плазми. На наступному етапі взаємодії кільцеподібний імпульс густини плазми поширюється від резонансної області. Швидкість цього імпульсу залежить від його інтенсивності і вища за швидкість іонного звуку. Це вказує на нелінійну природу імпульсу.

Взаимодействие тонкого модулированного электронного пучка с неоднородной неизотермической плазмой исследуется с помощью двумерного электростатического метода крупных частиц в ячейках. На начальном этапе взаимодействия интенсивные ВЧ-колебания электрического поля наблюдаются в области локального плазменного резонанса. Пондеромоторная сила этих колебаний возмущает начальный профиль плотности плазмы. На следующем этапе взаимодействия кольцеобразный импульс концентрации плазмы распространяется от резонансной области. Скорость этого импульса зависит от его интенсивности и превышает скорость ионного звука. Это указывает на нелинейную природу импульса.