The paper describes experiments on the injection of an electron beam into a gas at the gas dynamic trap (GDT) and develops a technique for creating a starting plasma with parameters sufficient for its subsequent heating by neutral beams. It is found that a relatively thin electron beam is capable of ionizing plasma in the entire volume of the trap, and the plasma turbulence it excites is capable of accelerating some of the electrons to energies tens of times higher than the initial energy of the beam. It is shown that, in contrast to early experiments on tabletop open traps, collective beam relaxation under GDT conditions occurs in the vicinity of the entrance magnetic mirror. Since the electron cyclotron frequency in this region significantly exceeds the plasma frequency, it is necessary to study the mechanism of a beam-plasma discharge under these conditions. As a first step along this path, we measure the radial diffusion coefficient of fast particles, as well as the rate at which they gain energy.
本論文は、ガス動的トラップ（GDT）におけるガスへの電子ビーム入射実験について述べ、その後の中性ビームによる加熱に十分なパラメータを有する初期プラズマを生成する手法を開発するものである。比較的薄い電子ビームがトラップ全体の体積内のプラズマを電離させることができ、また、それが励起するプラズマ乱流が、一部の電子をビームの初期エネルギーの数十倍のエネルギーまで加速できることが見出された。初期の卓上型開放トラップにおける実験とは対照的に、GDT条件下での集団的ビーム緩和は入口磁気ミラーの近傍で生じることが示された。この領域では電子サイクロトロン周波数がプラズマ周波数を大幅に上回るため、これらの条件下でのビーム・プラズマ放電のメカニズムを研究する必要がある。この第一歩として、高速粒子の径方向拡散係数と、それらがエネルギーを獲得する速度を測定する。