ELEKTRODINAMIKA PLAZMENNOGO SOLENOIDA I ELEKTROMAGNITNYE SVOYSTVA INDUKTIVNOGO RAZRYaDA

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследованы электродинамические свойства плазменного соленоида с холодной столкновительной магнитоактивной плазмой и динамика возбуждения волн азимутальным током на его поверхности при произвольных соотношениях между частотой внешнего источника тока, электронной циклотронной частотой и плазменной частотой. Рассмотрены случаи безграничного и продольно ограниченного плазменных соленоидов. Вычислены их комплексные импедансы и эффективные сопротивления как величины, характеризующие поглощаемую в плазме мощность источника. Показано, что несмотря на ограниченность понятия комплексного импеданса квазистационарным случаем, вещественная его часть совпадает с эффективным сопротивлением даже за пределами условия квазистационарности. Резонансные зависимости вычисленных комплексных импедансов и эффективных сопротивлений плазмы свидетельствуют о том, что при наличии внешнего магнитного поля, в плазменном соленоиде возможно резонансное возбуждение азимутальным током электромагнитных волн со значительной продольной составляющей напряженности электрического поля в области частот меньших циклотронной и плазменной.

About the authors

I. N. Kartashov

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: igorkartashov@mail.ru
Москва, Россия

M. V. Kuzelev

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: kuzelev@mail.ru
Москва, Россия

References

  1. S. Shinohara, Adv. in Phys.: X 3, 1420424 (2018); doi: 10.1080/23746149.2017.1420424.
  2. S. Isayama, S. Shinohara, and T. Hada, Plasma and Fusion Research 13, 1101014 (2018); doi: 10.1585/pfr.13.1101014.
  3. F. F. Chen, Plasma Sources Sci. Technol. 24, 014001 (2015); doi: 10.1088/0963-0252/24/1/014001.
  4. Е. А. Кралькина, УФН 178, 519 (2008); [E. A. Kral’kina, Phys. Usp. 51, 493 (2008); doi: 10.1070/PU2008v051n05ABEH006422].
  5. S. Shinohara et al., IEEE Trans. on Plasma Science 42, 1245 (2014).
  6. F. F. Chen, Phys. Plasmas 21, 093511 (2014); doi: 10.1063/1.4896238.
  7. F. F. Chen, IEEE Trans. on Plasma Science 43, 195 (2015).
  8. S. Shinohara et al., IEEE Trans. on Plasma Science 46, 252 (2018).
  9. S. Samukawa et al., J. Phys. D: Appl. Phys. 45, 253001 (2012); doi: 10.1088/0022-3727/45/25/253001.
  10. В. Л. Вдовин, Физика плазмы 39, 115 (2013) [V.L.Vdovin, Plas. Phys. Rep. 39, 95 (2013); doi: 10.1134/S1063780X13020037].
  11. C. Lau et al., Nucl. Fusion 58, 066004 (2018); doi: 10.1088/1741-4326/aab96d.
  12. R. W. Boswell, Phys. Lett. A 33, 457 (1970); doi: 10.1016/0375-9601(70)90606-7.
  13. R. W. Boswell, Plasma Physics and Controlled Fusion 26, 1147 (1984).
  14. R. W. Boswell, Australian J. Phys. 25, 403 (1972); doi: 10.1071/PH720403.
  15. R.W. Boswell, J. Plas. Phys. 31 (2), 197-208 (1984); doi: 10.1017/S0022377800001550.
  16. F. F. Chen, Plasma Physics and Controlled Fusion 33, 339 (1991); doi: 10.1088/0741-3335/33/4/006.
  17. K. P. Shamrai and V. B. Taranov, Plasma Physics and Controlled Fusion 36, 1719 (1994).
  18. И.Н. Карташов, М.В. Кузелев, ЖЭТФ, 158, 738 (2020) [I. N. Kartashov, M. V. Kuzelev, J. Exp. Theor. Phys. 131, 645 (2020); doi: 10.1134/S1063776120090162].
  19. H. Tamura et al., IEEE Trans. on Plasma Science 46, 3662 (2018).
  20. Д. С. Степанов, А. В. Чеботарев, Э. Я. Школьников, ТВТ 57, 347 (2019) [D. S. Stepanov, A. V. Chebotarev, and E. Y. Shkol’nikov, High Temp. 57, 316 (2019); doi: 10.1134/S0018151X19030155].
  21. И. Н. Карташов, М. В. Кузелев, ТВТ 56, 346 (2018) [I. N. Kartashov and M. V. Kuzelev, High Temp. 56, 334 (2018); doi: 10.1134/S0018151X18030100].
  22. И. Н. Карташов, М. В. Кузелев, ЖЭТФ 156, 355 (2019) [I. N. Kartashov and M. V. Kuzelev, J. Exp. Theor. Phys. 129, 2981 (2019); doi: 10.1134/S106377611907015X].
  23. И. С. Абрамов, Е. Д. Господчиков, А. Г. Шалашов, ЖЭТФ 156, 528 (2019) [I. S. Abramov, E. D. Gospodchikov, and A. G. Shalashov, J. Exp. Theor. Phys. 129, 444 (2019); doi: 10.1134/S106377611907001X].
  24. E. A. Kralkina et al., AIP Advances 8, 035217 (2018); doi: 10.1063/1.5023631.
  25. E. A. Kralkina et al., Plasma Sources Sci. Technol. 26, 055006 (2017); doi: 10.1088/1361-6595/aa61e6.
  26. E. A. Kralkina et al., Plasma Sources Sci. Technol. 25, 015016 (2016); doi: 10.1088/09630252/25/1/015016.
  27. А. Ф. Александров, М. В. Кузелев, Теоретическая плазменная электротехника, Изд. физического ф-та МГУ, Москва (2011).
  28. В. Л. Гинзбург, А. А. Рухадзе, Волны в магнитоактивной плазме, URSS, Москва (2013).
  29. И. Н. Карташов, М. В. Кузелев, Радиотехника и электроника 68, 1165 (2023) [I. N. Kartashov and M. V. Kuzelev, J. Comm. Tech. Electr. 68, 1394 (2023); doi: 10.1134/S1064226923120094].
  30. А. А. Самарский, Ю. П. Попов, Разностные методы решения задач газовой динамики, Наука, Москва (1975).
  31. Д. В. Сивухин, Общий курс физики. Т.3. Электричество, ФИЗМАТЛИТ, Москва (2004).
  32. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Электродинамика сплошных сред, ФИЗМАТЛИТ, Москва (2005).
  33. А. Ф. Александров, Л. С. Богданкевич, А. А. Рухадзе, Основы электродинамики плазмы, Высшая школа, Москва (1988) [A. F. Alexandrov, L. S. Bogdankevich, and A. A. Rukhadze, Principles of Plasma Electrodynamics, Springer Verlag, Heidelberg (1984)].
  34. А. Н. Тихонов, А. А. Самарский, Уравнения математической физики, Изд. Московского университета, Москва (1999).
  35. М. В. Кузелев, А. А. Рухадзе, П. С. Стрелков, Плазменная релятивистская СВЧ-электроника, ЛЕНАНД, Москва (2018).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences