Конверсия нижнегибридных колебаний, возбуждаемых модулированным вдоль магнитного поля поперечным током, в геликонном источнике

Abstract

Дослiджено об’ємну конверсiю дрiбномасштабних нижньогiбридних потенцiйних коливань (гiдродинамiчної та кiнетичної мод), якi збуджуються бiля поверхнi неоднорiдного за радiусом плазмового цилiндра iндуктивним зовнiшнiм азимутальним поверхневим струмом. Така антена збуджує довгохвильовi електромагнiтнi нижньогiбриднi хвилi, що призводить до поляризацiї плазми та збудження за рахунок цього потенцiйних коливань бiля поверхнi плазми. Узагальненим методом ВКБ отримано розв’язок рiвняння Пуассона, що є системою чотирьох звичайних диференцiальних рiвнянь першого порядку щодо радiуса, який враховує ефекти скiнченного ларморiвського радiуса електронiв та незначне локальне поглинання коливань за рахунок зiткнень, у разi повiльної змiни коефiцiєнтiв рiвняння у поверхневому шарi. Показано сильний вплив на величину конверсiї навiть малого локального коефiцiєнта загасання.

We studied the mutual volume conversion of small-scale lower hybrid electrostatic oscillations (hydrodynamic and kinetic modes) generated near the surface of a plasma cylinder non-uniform in radius by an inductive external azimuthal surface current. Such an antenna generates long-wave electromagnetic lower hybrid waves giving rise to a plasma polarization and resulting in the excitation of electrostatic waves near the plasma surface. Application of the generalized WKB technique furnishes the solution of Poisson’s equation which is a system of four ordinary differential equations of the first-order in the radius. It involves the finite Larmor radius effects for electrons and a small local collisional absorption of oscillations for a slow variation of coefficients of the equation within the surface layer. Even a small local damping rate is shown to affect the conversion degree strongly.