权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

粒子シミュレーションによる相対論的電子ビームのビ-ト波加速の研究

相对论性电子束拍波加速的粒子模拟研究

基本信息

批准号：
08780453
负责人：
前原常弘
金额：
$ 0.38万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ビ-ト波によるプラズマ中の電子の加速と加熱は次世代の粒子加速器に関連していることのみならず、核融合の研究にもかかわる重要なテーマである。これらの一つとして非線形ランダウ減衰による粒子加速があげられ、理論的研究^<1)>により次の場合に電子加速が効率よくおこることがわかっている。(1)2つの電磁波が電子ビームを伴う冷たいプラズマ中に入射されている。それらの角周波数、波数ベクトル、電場の強さは(ω_κ,k,E_κ)と(ω_<κ'>,k',E_<κ'>)とする。(2)ビームの平均速度をv_bとするとき共鳴条件ω_κ-ω_<κ'>-(k-k′)・v_b【similar or equal】0を満たす。(3)ビ-ト波の角周波数ω_<κ">=ω_κ-ω_<κ'>はプラズマ角周波数ω_<pe>にきわめて近い。文献1)によれば波動方程式は(∂U_K)/(∂t)=-w_kA_<k,k′>U_kU_<k′>,(∂U_<k′>)/(∂t)=w_<k′>A_<k,k′>U_kU_<k′>,で与えられる。ここで、U_κ,U_<κ'>は2つの波のエネルギーである。この式を数値計算により解けばビ-ト波の電場の大きさE_<κ">を得ることができる。このとき、様々な初期条件のテスト粒子に関して運動方程式mdv/dt=-eE_<κ">を解いてその振るまいを調べた。その結果、入射された2つの波の振幅が十分大きい場合ビーム電子の一部は〜2mγ^2_pc^2まで加速されることが明らかになった^2)。ここで、γ_pはビ-ト波の相対論パラメータである。さらに、いわゆるcloud-in-cellのシミュレーションコードの開発を行なったが、現時点で報告すべき結果を出すに至っていない。最近、これらのビ-ト波加速ではストークスモードによるカスケード型の非線形ランダウ減衰においてさらに効率のよい加速がおこることが示されており^3)、シミュレーションによる研究の必要性が高まっている。1)R.Sugaya,Phys.Plasma 1(1994)27682)T.Maehara,et al.,Proc.Int.Conf.on Plasma Physics in Nagoya(1996)3)R.Sugaya,et al.Phys.plasma 3(1996)3485

ビ-ト波によるプラズマ中's electron acceleration and heating is related to the next generation particle accelerator The research on nuclear fusion and the research on nuclear fusion are important. Research on non-linear linear attenuation and particle acceleration and theory Research^<1)>The efficiency of electron acceleration is the same as the case of electron acceleration. (1) 2つのelectronic electromagnetic waves are incident on the electromagnetic waves that are cold and cold.それらのangle cycle number, wave number ベクトル, electric field の强さは(ω_κ,k,E_κ)と(ω_<κ'>,k',E_<κ'>)とする. (2) ビームの average speed をv_bとするとき resonance condition ω_κ-ω_<κ'>-(k-k′)・v_b【similar or equal】0を満たす. (3) The angle frequency of the ビ-トwave angle ω_<κ">=ω_κ-ω_<κ'>はプラズマangular frequency ω_<pe>にきわめてNearly. Literature 1)によれば wave equationは(∂U_K)/(∂t)=-w_kA_<k,k′>U_kU_<k′>,(∂U_<k′> )/(∂t)=w_<k′>A_<k,k′>U_kU_<k′>,で与えられる、U_κ,U_<κ'>は2.つの波のエネルギーである.ビ-ト波の大きさE_<κ">を得ることができる.このとき、様々なInitial conditionsのテストparticle に关してEquation of motion mdv/dt=-eE_<κ" >The result of the solution is the amplitude of the wave that is very large and the amplitude is very large.ーム电の一一は～2mγ^2_pc^2まで速出されることが明らかになった^2).こで、γ_pはビ-ト波の相対论パラメータである、いわゆるcloud-in-c. ellのシミュレーションコードの开発を行なったが, current point で report すべき results を出すに to っていない. Recently, これらのビ-トwave accelerated ではストークスモードによるカスケード-type non-linear ランダウ attenuation においてさらにEfficiency of the acceleration of the がおこることがshow of されており^3), シミュレーションによる research of the necessity of が高まっている. 1)R.Sugaya,Phys.Plasma 1(1994)27682)T.Maehara,et al.,Proc.Int.Conf.on Plasma Physics in Nagoya(1996)3)R.Sugaya,et al.Phys.plasma 3(1996)3485