论文部分内容阅读
双流不稳定性是一种静电微观不稳定性,引起这种不稳定性的能量来源于束流的动能。当一束带电粒子在等离子体中传播时,将会产生回流,使总电流小于阿尔芬极限电流,但若在沿束流运动方向有扰动时,则会在等离子体中激起静电双流不稳定性。双流不稳定性作为等离子体物理学中的一个重要问题,已受到了人们的广泛关注。本论文研究无磁化等离子体中相对论性双流不稳定性的色散关系,主要分两个部分:
首先,从等离子体流体理论出发,基于一套完全协变的相对论性电磁流体力学方程组,得到在无外电磁场情况下,相对论性冷电子束流引起的静电双流不稳定性色散关系的解析表达式。采用数值计算的方法,得到不稳定性增长率和不稳定的区域与各种参数的依赖关系。研究结果对实现等离子体中背景离子的反常加热、解释在天体等离子体物理中伽马射线暴中的宇宙射线、电磁辐射以及地球弓形激波等问题有一定的研究价值。
其次,仍基于完全协变的相对论性电磁流体力学方程组,研究了在无外电磁场情况下相对论性高温电子束流在等离子体中传播引起的静电双流不稳定性,得到色散方程的解析表达式。通过数值求解探讨了束流温度、密度、洛伦兹因子等参量对不稳定性增长率和不稳定区域的影响。该课题为研究磁约束聚变和“快点火”激光约束聚变中超热电子束流在等离子体中的传输以及日冕区太阳射电Ⅲ型暴等问题提供了理论参考。