эффекты рефракции при квазипродольном распространении

XXXV Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 11 – 15 февраля 2008 г.
ЭФФЕКТЫ РЕФРАКЦИИ ПРИ КВАЗИПРОДОЛЬНОМ РАСПРОСТРАНЕНИИ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В АКСИАЛЬНО-СИММЕТРИЧНОЙ МАГНИТНОЙ
ЛОВУШКЕ
Е.Д. Господчиков, О.Б. Смолякова
Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия, e-mail: eggos@mail.ru
В аксиально-симметричных магнитных ловушках с продольным вводом СВЧ мощности
для плазмы с плотностью выше критической N e  N c   2 me / 4e 2 , с одной стороны, не
существует теоретических запретов на распространение в резонансной области волн, в
которых направление вращения вектора электрического поля совпадает с направлением
вращения электрона в постоянном магнитном поле и которые эффективно поглощаются в
области циклотронного резонанса. С другой стороны, экспериментальные данные (см.
например [1]) свидетельствуют о невысокой эффективности электронного циклотронного
нагрева плазмы с плотностью выше критической. Таким образом, существует необходимость
в подробном теоретическом исследовании процессов распространения и поглощения
электромагнитных волн в характерном для продольного ввода СВЧ мощности в магнитную
ловушку случая, когда угол между волновым вектором и магнитным полем мал.
В работе [2] в приближении геометрической оптики было исследовано распространение и
поглощение волн в аксиально-симметричной ловушке установки SMIS 37, и было показано,
что рефракция в реальной конфигурации магнитного поля, в отличие от модельной задачи
[3], приводит к тому, что в плазме с плотностью выше критической лучи не достигают
резонансной поверхности, а выталкиваются на периферию плазмы.
В данной работе исследовано влияние неоднородности направления магнитного поля и
концентрации плазмы на рефракцию электромагнитных волн в аксиально-симметричной
магнитной ловушке. Показано, что в плазме с плотностью выше критической даже
небольшая неоднородность направления магнитного поля, характерная для аксиальносимметричной магнитной ловушки, приводит к «выталкиванию» излучения от оси ловушки
на периферию. В плазме с плотностью ниже критической напротив неоднородность
направления магнитного поля приводит к «каналированию» волновых пучков.
Литература.
[1]. Geller R., Electron Cyclotron resonance Ion Sources and ECR Plasmas. UK. London.:
Institute of physics publishing, 1996
[2]. Господчиков Е.Д., Смолякова О.Б., Суворов Е.В., Физика Плазмы, 2007, Т 33 №5,
С472-480.
[3]. Звонков А.В., Тимофеев А.В., Физика Плазмы, 1988, Т.14, С.1270.
1