This paper reviews theoretical studies on stochastic processes in gyrotrons. Three different types of stochasticity related to high-power gyrotron operation are considered. First, stochasticity in electron residual energies may develop at the resonator exit for some values of operating parameters and complicate the operation of depressed collectors. Second, stochastic radio-frequency oscillations can set in after the electron beam current is raised above certain threshold values. Third, the high-frequency field structure can exhibit spatio-temporal chaos if the cavity diameter is increased too much to minimize Ohmic losses. In high-power gyrotrons the third type of stochasticity is most important, but there are applications in which the two other types should also be taken into account and could even be utilized.
本論文は、ジャイロトロンにおける確率過程に関する理論的研究を概説する。高出力ジャイロトロンの動作に関連する3つの異なるタイプの確率性が考察される。第一に、電子の残留エネルギーにおける確率性は、いくつかの動作パラメータ値において共振器出口で発生し得、回収器（デプレクテッドコレクタ）の動作を複雑化させる。第二に、確率的な高周波振動は、電子ビーム電流が特定のしきい値を超えて増加した後に発生し得る。第三に、高周波場の構造は、空洞直径をオーミック損失を最小化するために過度に増大させた場合、時空間カオスを示し得る。高出力ジャイロトロンにおいては、第3のタイプの確率性が最も重要であるが、他の2つのタイプも考慮に入れるべきであり、さらには利用できる応用分野も存在する。