Проанализированы экспериментальные условия, при которых возможно значительное снижение порога параметрических распадных неустойчивостей при электронном циклотронном резонансном нагреве (ЭЦРН) плазмы в магнитных ловушках в отсутствие верхнего гибридного (ВГ) резонанса для греющей волны. Показано, что при немонотонном профиле плотности плазмы, причиной появления которого являются особенности удержания плазмы в магнитном острове или аномальные потоки частиц из области нагрева, в мощном волновом пучке возможна трёхмерная локализация одной или обеих дочерних волн. Эта локализация приводит к подавлению потерь энергии дочерней волны (волн) из области распада и к значительному увеличению эффективности нелинейного взаимодействия. Последнее приводит к существенному снижению порога возбуждения нелинейного параметрического процесса — этот порог может быть легко превзойдён в современных экспериментах по ЭЦРН, в которых используются мощные (до 1~МВт) микроволновые пучки. Рассмотрены параметрические распады сверхвысокочастотных волн необыкновенной и обыкновенной поляризации. Проанализированы механизмы (каскад вторичных распадов дочерних волн и истощение волны накачки), ответственные за насыщение первичной неустойчивости. Показано, что предложенная теоретическая модель может объяснить, а в некоторых случаях детально описать аномальные явления, обнаруженные при ЭЦРН в различных тороидальных термоядерных установках.

Ключевые слова: трёхволновое взаимодействие параметрический распад, сверхвысокочастотные волны, дополнительный нагрев плазмы, тороидальные установки, термоядерный синтез PACS: 52.35.Hr, 52.35.Mw, 52.35.Qz (все) DOI: 10.3367/UFNr.2019.05.038572 URL: https://ufn.ru/ru/articles/2020/4/d/ 000555762600004 2-s2.0-85088321902 2020PhyU...63..365G Цитата: Гусаков Е З, Попов А Ю "Низкопороговые параметрические распадные неустойчивости мощных СВЧ-пучков в термоядерных тороидальных магнитных ловушках" УФН 190 396–420 (2020) BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks Русский English @article{Gusakov:2020, author = {E. Z. Gusakov and A. Yu. Popov}, title = {Low-power-threshold parametric decay instabilities of powerful microwave beams in toroidal fusion devices}, publisher = {Uspekhi Fizicheskikh Nauk}, year = {2020}, journal = {Usp. Fiz. Nauk}, volume = {190}, number = {4}, pages = {396-420}, url = {https://ufn.ru/ru/articles/2020/4/d/}, doi = {10.3367/UFNr.2019.05.038572} } Поступила: 21 февраля 2019, доработана: 22 апреля 2019, одобрена в печать: 22 мая 2019 English citation: Gusakov E Z, Popov A Yu “Low-power-threshold parametric decay instabilities of powerful microwave beams in toroidal fusion devices” Phys. Usp. 63 365–387 (2020); DOI: 10.3367/UFNe.2019.05.038572