Details

В данной работе исследуются характеристики пучка СВЧ волн с необыкновенной поляризацией при распространении в неоднородной магнитоактивной плазме с параметрами, ожидаемыми в Международном экспериментальном термоядерном токамаке-реакторе ИТЭР (ITER). Известно, что при рабочих параметрах плазмы в крупных действующих токамаках СВЧ пучок с необыкновенной поляризацией распространяется, как правило, по траектории, хорошо описываемой в рамках приближения геометрической оптики (ГО). Недавно, группа французских ученых [1] произвела расчет траектории пучка для параметров, ожидаемых в ИТЭР в приграничной области плазмы. Результат оказался неожиданным: при прохождении пучка, падающего по нормали к поверхности плазмы, через область максимального градиента плотности ось пучка поворачивает в направлении, ортогональном магнитному полю и градиенту плотности, на значительные углы (порядка 5°). Это противоречит предсказаниям ГО о том, что такой пучок должен распространяться практически прямолинейно. Если же оказывается, что пучок поворачивает, то ясно, что при его дальнейшем распространении в области плато плотности он попадет совсем не туда, куда предсказывает прямолинейная траектория. В ходе работы был написан численный код и выполнены численные расчеты характеристик пучка в такой плазме, и результат принципиально не совпал с результатами работы [1]. Мы не обнаружили поворота оси пучка на какой-либо значительный угол, а увидели лишь незначительный параллельный сдвиг оси пучка в направлении, ортогональном внешнему магнитному полю и градиенту плотности. Далее мы проанализировали уравнения, описывающие этот пучок, и получили приближенное аналитическое решение и набор условий его применимости; мы показали, что эти условия при заданных параметрах плазмы выполняются. Таким образом, результаты [1], к счастью, не подтвердились: неоднородность плотности плазмы приводит лишь к малому параллельному смещению пучка, но не к его повороту, т.е. в данном случае геометрико-оптический подход к анализу распространения пучка все-таки применим.