Данная работа посвящена низкопороговой параметрической распадной неустойчивости СВЧ волны и её насыщению. На многих установках магнитного удержания плазмы используется метод электронного циклотронного нагрева плазмы (ЭЦРН) пучками мощных сверхвысокочастотных (СВЧ) волн. При распространении в неоднородной плазме СВЧ волны могут испытывать параметрическую распадную неустойчивость (ПРН), что может приводить к возбуждению дочерних волн. Порог возбуждения этого явления может быть преодолен для технически достижимых мощностей СВЧ пучков, если одна или обе дочерних волны могут быть локализованы в области распада. Абсолютная ПРН (АПРН) может привести к различным аномальным явлениям, таким как отражение назад греющей мощности и ускорение ионов. На качественные и количественные характеристики этих аномальных явлений влияет то, с помощью каких физических механизмов достигается насыщение неустойчивости и на каком уровне она насыщается. Целью настоящей работы является изучение особенностей ПРН и механизмов ее насыщения, освоение программ, описывающих этот процесс, уточнение коэффициентов нелинейной связи СВЧ волн при первичных и вторичных распадах. В частности, был исследован и описан эффект радиационных потерь из-за туннелирования дочерней волны через область непрозрачности в потенциальной яме конечной высоты. Этот эффект еще не был учтен в программе, описывающей неустойчивость, и может сыграть важную роль в переходе неустойчивости в режим насыщения. В результате работы было численно промоделировано развитие и насыщение параметрической распадной неустойчивости при учёте вторичного распада и туннелирования волны из области локализации.

The given work is devoted low-threshold parametric decay instability of the microwave wave and its saturation. Electron cyclotron resonance heating (ECRH) is a method that is widely utilized in current magnetic fusion devices. Microwaves propagating in inhomogeneous magnetized plasma can decay into two daughter waves. It has recently been shown that this decay can lead to the low threshold excitation of most dangerous absolute parametric decay instability (APDI). This phenomenon becomes inevitable if one or both of the daughter waves are trapped in a potential well. The qualitative and quantitative characteristics and features of these phenomena are determined by the saturation level of instability and the way in which this saturation is achieved. The purpose of this work is to study the features of the PRN and the mechanisms of its saturation, the development of programs describing this process, the refinement of the coefficients of nonlinear coupling of microwave waves at primary and secondary decays.In particular, the effect of radiation losses due to tunneling of the daughter wave through the opacity region in a potential well of finite height was investigated and described. This effect has not yet been taken into account in the program describing instability, and may play an important role in the transition of instability to saturation mode. As a result of the work, the development and saturation of parametric decay instability is numerically modeled taking into account secondary caries and wave tunneling from the localization region.

• титульник
• ВКР_Наговицын_АА
  • задание вкр
  • абстракт
  • ВКР 14.06.2023
    • Содержание
    • Введение
    • Глава 1. Обзор литературы
    • 1.1. Цели работы:
    • 1.2. Методическая часть ВКР.
    • Глава 2. Коэффициенты нелинейной связи
    • 2.1. Описание волн, участвующих в распаде
    • 2.2. Дисперсионные соотношения
    • 2.3. Коэффициент связи ,𝝌-𝒎,𝟎. для электростатической волны
      • 2.3.1 Линейные возмущения электронных скорости и плотности плазмы
      • 2.3.2 Нелинейные возмущения электронных скорости и плотности плазмы
      • 2.3.3 Окончательное выражение для коэффициента связи ,𝝌-𝒎,𝟎.
    • 2.4. Коэффициент связи ,𝜶-𝒔. для дочерней необыкновенной волны
      • 2.4.1 Линейные возмущения электронных скорости и плотности плазмы
      • 2.4.2 Нелинейные возмущения электронных скоростей
      • 2.4.3 Нелинейная плотность тока для дочерней необыкновенной волны
      • 2.4.4 Окончательное выражение для коэффициента связи ,𝜶-𝒔.
    • 2.5. Вывод билинейного коэффициента для трёх электростатических волн
    • 2.6. Результаты главы 2
    • Глава 3. развитие и насыщение неустойчивости распада СВЧ волны накачки необыкновенной поляризации
    • 3.1 Описание первичной неустойчивости
      • 3.1.1 Дочерняя необыкновенная волна
      • 3.1.2 Дочерняя верхне-гибридная волна
    • 3.2 Моделирование первичной неустойчивости
      • 3.2.1 Дисперсионные кривые волн, участвующих в первичной неустойчивости
      • 3.2.2. Расчёт коэффициентов уравнения
      • 3.2.3 Результаты моделирования первичной неустойчивости
    • 3.3 Описание вторичного параметрического распада
      • 3.3.1 Ионная бернштейновская волна
      • 3.3.2 Уравнение для вторичной ВГ волны
      • 3.3.3 Уравнение для первичной ВГ волны с учётом вторичного распада
      • 3.3.4 Учёт затухания вторичной ВГ волны
    • 3.4 Моделирование неустойчивости с учётом механизмов насыщения
      • 3.4.1 Дисперсионные кривые
      • 3.4.2 Расчёт коэффициентов неустойчивости
      • 3.4.3 Моделирование развития неустойчивости при наличии вторичного распада
      • 3.4.4 Моделирование при учёте радиационных потерь
    • 3.5 Результаты главы 3
    • Заключение
    • Список использованной литературы