ГЕНЕРАЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ЦИКЛОТРОННОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ ПЛАЗМЫ В ЗЕРКАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ЛОВУШКЕ Д.А. Мансфельд, М.Е. Викторов, А.В. Водопьянов,

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
ЛАБОРАТОРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В ПЛАЗМЕ, ОКРУЖАЮЩЕЙ БОРТОВЫЕ АНТЕНННЫ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ М. Е. ГущинД. А. Одзерихо.
Advertisements

Эффективность искусственного воздействия на приземную плазму М.М. Могилевский, О.В. Батанов, В.Н. Назаров, Д.В. Чугунин ИКИ РАН.
Пульсации и плазменный механизм суб-терагерцового излучения солнечных вспышек А.В.Степанов (ГАО РАН) В.В.Зайцев (ИПФ РАН) П.В.Ватагин (ГАО РАН) ИКИ РАН.
О тонкой структуре спектра солнечного радиоизлучения на декаметровых волнах. Е.Я.Злотник, В.В.Зайцев, ИПФ РАН, Н.Новогород, Россия В.Н.Мельник, А.А.Коноваленко.
Е. Титова (1,2), Б. Козелов (1), А. Демехов (3), О. Сантолик (4), Э. Мацушова (4), Ж. Рош (5), Ж. Тротиньон (5), Д. Гарнет (6), Ж. Пикет (6) (1) ПГИ КНЦ.
Формирование дискретных динамических спектров электромагнитного излучения в космической и лабораторной плазме А.В. Костров, С.В. Коробков, М.Е. Гущин,
Приемник высокочастотного излучения как детектор рентгеновского излучения Солнца? М.М.Могилевский (1), Романцова Т.В.(1), А.Б. Струминский (1), Я.Ханаш.
ИКИ, ТОПОЛОГИЯ ВЫСОКОШИРОТНОЙ МАГНИТОСФЕРЫ И ФОРМИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ ЛОВУШЕК ДЛЯ ЭНЕРГИЧНЫХ ЧАСТИЦ Е.Е.Антонова 1,2, И.М.Мягкова1, М.О. Рязанцева.
Физика плазмы в Солнечной системе, ИКИ РАН, Москва1 Гармонические осцилляции рентгеновского излучения солнечной вспышки Зимовец И.В. ИКИ РАН.
Одновременная генерация TE 1 и TE 2 мод с разными длинами волн в полупроводниковом лазере с туннельным переходом В.Я. Алешкин 1, Т.С. Бабушкина 2, А.А.
Т.А. Попова, А.Г. Яхнин, Т.А. Яхнина Полярный геофизический институт КНЦ РАН, Апатиты, Россия Х. Фрей Лаборатория космических исследований, Калифорнийский.
Диагностика кольцевого тока по потокам протонов на низких орбитах во время магнитной бури Калегаев В.В., Власова Н.А. НИИЯФ МГУ.
А. В. Костров, С. В. Коробков, М. Е. Гущин, В. Е. Шапошников Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород Восьмая ежегодная конференция "Физика плазмы.
Титан как источник ультрафиолетового и километрового излучений В.В. Зайцев, В. Е. Шапошников Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород.
Исследование спектра излучения плазмы в ВЧ эмиттере мощного атомарного инжектора Е.С.Гришняев, И.А.Иванов, А.А.Подыминогин, С.В. Полосаткин, И.В.Шиховцев.
ИЗУЧЕНИЕ ЛОКАЛЬНОГО ДИАМАГНЕТИЗМА В ПЛАЗМЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ ЛОВУШКИ МЕТОДОМ СПЕКТРОСКОПИИ АТОМАРНОГО ПУЧКА А.А. Лизунов (по материалам кандидатской диссертации)
Свойства источников жесткого рентгеновского излучения в импульсных вспышках Струминский А.Б. 1,2 и Шарыкин И.Н. 2,1 1 Институт космических исследований.
Роль крупномасштабного солнечного магнитного поля при распространение СКЛ в трехмерной гелиосфере А. Струминский И.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ НЕЙТРОННОЙ ЭМИССИИ В МНОГОПРОБОЧНОЙ ЛОВУШКЕ ГОЛ-3 Ю.С.Суляев Научный руководитель: Бурдаков А.В. 1.Введение 2.Эксперимент.
Институт прикладной физики РАН Производство поликристаллических алмазных пленок методом осаждения из паровой фазы Нижний Новгород, 2005г.
Транксрипт:

ГЕНЕРАЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ЦИКЛОТРОННОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ ПЛАЗМЫ В ЗЕРКАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ЛОВУШКЕ Д.А. Мансфельд, М.Е. Викторов, А.В. Водопьянов, С.В. Голубев, И.В. Изотов ИПФ РАН, г. Нижний Новгород, Россия

Введение Циклотронная неустойчивость : результат резонансного взаимодействия неравновесных частиц с волной в плазме Генерация электромагнитного излучения Высыпания энергичных частиц из ловушки Космические магнитные ловушки: Магнитосфера Земли и планет (радиационные пояса Земли, КНЧ-ОНЧ излучение, декаметровое излучение Юпитера) Солнечные корональные петли Лабораторные системы: (ЭЦР разряд в зеркальных магнитных ловушках)

N2N2 Неравновесная плазма в прямой магнитной ловушке 3 Гиротрон (37.5 ГГц, 80 к Вт, 1 мс) Зеркальная магнитная ловушка (L = 25 см, R = 5÷10, B max = 4.3 Тл) Неравновесная двухкомпонентная плазма импульсного ЭЦР разряда: 1) Фоновая плазма T e ~ 300 эВ N e ~ см -3 2) Горячие электроны T h ~ 10 кэВ N h ~ – см -3 A.V. Vodopyanov et. al., Tech. Phys. Lett. 25, 588 (1999)

Циклотронная неустойчивость наблюдается в виде квазипериодических вспышек СВЧ излучения плазмы синхронных с высыпанием энергичных электронов из ловушки, регистрируемых pin-диодом. Неустойчивость первого типа развивается в плотной плазме, поддерживаемой излучением гиротрона Возбуждение свистовых волн в плотной плазме: СВЧ излучение гиротрона 1 мс PIN диод Циклотронная неустойчивость. Плотная плазма. 0.4 мкс/дел f > 5.4 ГГц p-i-n диод А.В. Водопьянов и др., Физика плазмы, 2005 N e >> N h E h 10 кэВ КНЧ/ОНЧ излучение (Helliwell, 1965)

Циклотронная неустойчивость. Распадающаяся плазма. СВЧ излучение гиротрона 1 мс PIN диод горячие электроны СВЧ излучение поперек внешнего магнитного поля на частоте ГГц В разреженной плазме циклотронная неустойчивость развивается на Z-моде (медленная необыкновенная волна) или X-моде (быстрая необыкновенная волна) с квазипоперечным относительно магнитного поля направлением распространения. FX-мода:SX-мода: А.В. Водопьянов и др. ЖЭТФ, 2007 А.Г. Шалашов и др. Письма в ЖЭТФ, 2006 NeNe NhNh E h кэВ Авроральное Километровое Радиоизлучение (Gurnett et al., 1973)

Актуальные задачи -Тонкая временная структура -Временная динамика спектра -Характерные граничные частоты -Абсолютные измерения интенсивности Сложности в измерении спектра: -Широкая полоса принимаемых сигналов (от 1 до 30 ГГц) -Нестационарные (вспышечные) импульсы малой длительности ( 10 нс) -«Паразитное» излучение гиротрона

Диагностика СВЧ излучения Широкополосная рупорная антенна + ФНЧ (fc = 18.2 ГГц) 1. Диапазон: 2 ÷ 18 ГГц 2. Диапазоны: 18.5 ÷ 25.7 ГГц, 27 ÷ 36 ГГц, 38.5 ÷ 47 ГГц гиротрон 37.5 ГГц ФНЧ + ПФ

Цифровой осциллограф Tektronix MSO 72004C Ширина полосы: 20 ГГц Частота дискретизации: 100 Гвыб/с Память: 250 MБ на 1 канал

Осциллограммы

Общая спектрограмма f BL /2 f BL 2f BL

Общая спектрограмма (2) f BL /2 f BL 2f BL Pin – диод Е > 10 кэВ

Общая спектрограмма (3) 1 тип 2 тип 3 тип Pin – диод Е > 10 кэВ f BL /2 f BL 2f BL

Тип 2. Свистовые волны. Pin – диод Е > 10 кэВ

Общая спектрограмма 3 тип Pin – диод Е > 10 кэВ

Тип 3. Распад. Pin – диод Е > 10 кэВ

Тип 3. Распад (2) Pin – диод Е > 10 кэВ

Тип 3. Распад (3) Pin – диод Е > 10 кэВ

Pin – диод Е > 10 кэВ

Pin – диод Е > 10 кэВ

Pin – диод Е > 10 кэВ

Частота излучения зависит от магнитного поля

Сразу после окончания СВЧ импульса гиротрона 2f BL Pin – диод Е > 10 кэВ

Общая спектрограмма - Вопросы 1 тип 2 тип 3 тип

Заключение -Исследованы режимы возбуждения электромагнитных волн в результате циклотронной неустойчивости неравновесной плазмы в зеркальной магнитной ловушке на различных стадиях ЭЦР разряда: в плотной ( pe > Be, N h