بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش با صرف نظر کردن از آثار حرارتی و برخوردي، بر هم کنش باریکه ي الکترونی نسبیتی با ستون پلاسماي مغناطیده محدود به استوانه فلزي ، مطالعه شده است. با به کار گیري معادلات ماکسول و نظریه ي سیالی خطی، رابطه ي پاشندگی بدست آمده است. نتایج حل عددي نمودارهاي نرخ رشد را براي پارامترهاي مختلف نشان می دهد.
مقدمه
بر هم کنش باریکه – پلاسما با انتشار مقاله اي از بوهم و گراس در سال 1949 اهمیت پیدا کرد [1]. در ابتدا به کمک مدل یک بعدي این برهم کنش که با در نظر گیري جنبه هاي الکتروستاتیک همراه بود ، پدیده هایی چون ناپایداري دو جریانی وتولید امواج لانگمویر بررسی شدند. به تدریج با بررسی مدل سه بعدي که جریان بازگشتی و جنبه هاي الکترومغناطیسی را در نظرمی گرفت، ناپایداري هاي بیشتري مانند وایبل،رشته اي،بل،بنیومن و مورب معرفی شدند.[2] در این برهم کنش ها از باریکه ي الکترونی، باریکه ي یونی یا پرتو لیزر استفاده می کنند.
بررسی برهم کنش هاي باریکه – پلاسما، که خواص اساسی پلاسما را مشخص می کند، کاربردهاي وسیعی در زمینه هاي گوناگون مانند گرم کردن پلاسما، گداخت هسته اي، شتاب دهنده ذرات، اختر فیزیک، لیزر الکترون آزاد دارد.[3,4,5,6,7] روابط دینامیکی این ذرات تابع نیروهاي الکترومغناطیسی می باشد. در بررسی پلاسماها ساده ترین حالت زمانی است که پلاسمادر تعادل ترمودینامیکی کامل است در این حالت آنتروپی پلاسما بیشینه بوده و در غیاب عوامل خارجی هیچ انرژي آزادي براي برانگیختن امواج در پلاسما وجود ندارد.[8] هنگامیکه باریکه اي از ذرات باردار به درون پلاسما تزریق می شود، ناهمسانگردي به وجود آمده در انرژي جنبشی سیستم باریکه- پلاسما می تواند انرژي آزادي براي بر انگیختن امواج در پلاسمافراهم کند.همچنین مشاهدات تجربی وجود امواج خودبرانگیخته اي را درون پلاسما نشان می دهد، عامل به وجود آورنده این امواج خودبرانگیخته، انرژي آزاد موجود در سیستم است.
بنابراین تعادل در پلاسما به عنوان یک تعادل ناپایدار شناخته می شود.[8] به عبارت دیگر ناپایداري پلاسما، زمانی پدیدار می شودکه آشفتگی و ناهمسانگردي به علت تغییر در یکی از ویژگی هاي پلاسما - مانند دما، چگالی، میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی - به وجود آید. این ناپایداریها هر چند که ممکن است از طریق اشکال مختلف ظاهر شوند، بی ثبات می باشند یعنی تمایل به کاهش انرژي آزاد دارند و در نتیجه پلاسما را به حالت تعادل ترمودینامیکی واقعی نزدیکتر می سازند.در این پژوهش یکی از ناپایداري هاي متداول در پلاسما،ناپایداري رشته اي، مورد بررسی قرار می گیرد. این ناپایداري زمانی به وجود می آید که باریکه ي الکترونی درون پلاسما منتشرمی شود و سپس یک میدان اختلالی عرضی در درون پلاسما ایجاد می شود، منبع انرژي آزاد این ناپایداري حرکت محوري نسبی اجزاي پلاسما و باریکه الکترونی است.[9] براي اینکه سیستم خنثی نگه داشته شود، یک جریان بازگشتی توسط الکترونهاي پلاسماشکل می گیرد.
