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)Medline RefWorks Русский English RT Journal T1 Low-power-threshold parametric decay instabilities of powerful microwave beams in toroidal fusion devices A1 Gusakov,E.Z. A1 Popov,A.Yu. PB Uspekhi Fizicheskikh Nauk PY 2020 FD 10 Apr, 2020 JF Uspekhi Fizicheskikh Nauk JO Usp. Fiz. Nauk VO 190 IS 4 SP 396-420 DO 10.3367/UFNr.2019.05.038572 LK https://ufn.ru/ru/articles/2020/4/d/ 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