The dynamics of a modulated electron beam in a plasma barrier is studied via computer simulations using the 1D and 2D models for a wide range of parameters, such as initial beam modulation depth, electron beam current density and plasma density profile. The effects of competition between the resonant mode of a beam–plasma system and space charge wave of the beam at the modulation frequency are discussed. The influence of the beam–plasma turbulence mode on the evolution of the modulated beam is studied. The evolution of the velocity distribution function of the modulated beam during its motion in the dense plasma is considered, and the influence of background plasma inhomogeneity on the modulated beam evolution is also studied. For 2D simulation the influence of the beam transversal restriction is discussed. The simulation results are compared with previous laboratory experiments.
変調された電子ビームのプラズマ障壁内におけるダイナミクスを、1次元および2次元モデルを用いたコンピュータシミュレーションにより、初期ビーム変調深度、電子ビーム電流密度、プラズマ密度プロファイルなどの広範囲のパラメータに対して研究した。ビーム・プラズマ系の共鳴モードと変調周波数におけるビームの空間電荷波との間の競合の影響について考察した。変調されたビームの時間発展に対するビーム・プラズマ乱流モードの影響を研究した。高密度プラズマ中を伝播する際の変調ビームの速度分布関数の時間発展を考察し、背景プラズマの不均一性が変調ビームの時間発展に及ぼす影響についても研究した。2次元シミュレーションでは、ビームの横方向の制限の影響について考察した。シミュレーション結果は、これまでの実験結果と比較した。