ість яких Особливо багато таких електромагнітних хвиль у плазмі, що знаходиться в сильному зовнішньому магнітному полі. Очевидно, що порушення швидких хвиль в плазмі можливо лише інтенсивними релятивістськими електронними пучками. Тому з появою потужних джерел релятивістських електронних пучків стала бурхливо розвиватися релятивістська плазмова СВЧ-електроніка. p> Релятивістські швидкості і великі струми змінюють характер взаємодії сільноточних релятивістських електронних пучків з плазмою. Той факт, що при навіть означає. втрати енергії електронів не порушують умова черепковского резонансу, проявляється у збільшенні ккд генерації електромагнітного випромінювання (6). Ця оцінка справедлива, поки При великих токах пучка величину вдається визначити тільки чисельно. В оптимальних умовах, коли геометрії пучка і плазми збігаються, значення h вельми високі і повільно спадають з ростом струму пучка (рис.). <В
Залежність ккд генерації електромагнітного випромінювання в плазмовому генераторі з релятивістським пучком від струму пучка I b . p> При 1 МеВ і I b = 2 I 0 25 кА (в пучку з 0,15 см при цьому п b +5 x 1012 см-3) 0,2, тобто близько 20% електричної енергії пучка може перейти в енергію електромагнітного випромінювання; потужність випромінювання складе 5 ГВт. Оскільки фазова швидкість електромагнітних хвиль при цьому дуже близька до швидкості світла, все випромінювання практично без втрат буде виходити з плазми (втрати внаслідок відбиття від поверхні плазми не перевищують 2,5%). p> Частота генерується випромінювання у разі дається формулою:
В
Тут - поперечне хвильове число возбуждаемой пучком плазмової електромагнітної хвилі. У разі порушення аксіально-симетричних мод коливанні в плазмі з трубчастої геометрією, що збігається з геометрією пучка ( r ь = r р , ), маємо
В
З формул (7) і (8) слідують дуже важливі висновки. За умови
В
в системі буде порушуватися одна єдина основна мода коливань, частота якої зростає із збільшенням щільності плазми; тобто частота, на відміну від вакуумної електроніки, що не жорстко пов'язана з розмірами резонатора, а може змінюватися в широкому діапазоні. Для зазначених вище параметрів плазми і пучка 2,5 x 1011 с-1 (що відповідає довжині хвилі 8 мм) при "Рмакс 5 x 1013 см-3. Оскільки фазова швидкість возбуждаемой хвилі близька до швидкості світла, поле хвилі сильно непотенційного, причому енергія поля складає 20% від енергії пучка. А це означає, що напруженість поля досягає величини Е макс = 3 x 106 В/см; таке поле може забезпечити прискорення заряджених частинок в плазмі до енергії 300 МеВ на довжині 100 см, що безумовно є ще однією перевагою потужнострумової релятивістської плазмової електроніки. p> Таке високоефективне збудження електромагнітного випромінювання, так само як і ефективне прискорення заряджен...
