The resonant interaction between a runaway electron (RE) beam and a reactor-grade background plasma is investigated through two-dimensional particle-in-cell simulations, employing a simplified model of the system. The temporal evolutions of the electron momentum distribution function for two separate initial beam energies (1 and 10 MeV) are tracked, revealing the occurrence of plasma wave growth concomitant with pitch angle scattering or momentum distribution diffusion within the RE beam. Notably, we identify and confirm the dependence of the dominant resonance condition on the initial kinetic energy of the RE beam. Furthermore, we quantify the effect of particle-wave interactions on the RE momentum distribution diffusion by assessing the average kinetic energy flux from the RE distribution function.
逃走電子(RE)ビームと炉級の背景プラズマとの間の共鳴相互作用を、システムの簡略化モデルを用いた二次元粒子インセルシミュレーションにより調査した。2つの異なる初期ビームエネルギー(1および10 MeV)に対する電子運動量分布関数の時間発展を追跡し、REビーム内でのピッチ角散乱または運動量分布拡散を伴うプラズマ波の成長の発生を明らかにした。特筆すべきことに、支配的な共鳴条件がREビームの初期運動エネルギーに依存することを特定し、確認した。さらに、RE分布関数からの平均運動エネルギーフラックスを評価することにより、RE運動量分布拡散に対する粒子-波動相互作用の影響を定量化した。