Vol.5, No 1, 2007 pp. 45 - 55
DOI
10.2298/FUPCT0701045S
UDC
553.951
KINETIC THEORY OF ELECTROSTATIC ION CYCLOTRON WAVES (QPESIC) IN MULTICOMPONENT PLASMAS
WITH NEGATIVE IONS
Darko Simić, Dragan Gajić
Department of Physics, Faculty of Sciences and Mathematics, University of Niš, P.O. Box 224, 18001 Niš, Serbia
Abstract. The instabilities of the quasi-perpendicular electrostatic (delta B = 0) ion-cyclotron waves (QPESIC) are investigated. The kinetic theory with BGK model collision integrals is used to estimate the critical electron drift velocity in the presence of positively or negatively charged resonant ions in multi-component plasma. Analytical evaluation for the ion-cyclotron modes and instabilities in the long-wave range in a weakly-ionized Maxwellian plasma with two positive ion species, one negative ion species and with electrons, drifting along magnetic lines of force is demonstrated. The spectrum in these situations is also given. It is shown that the critical drift decreases as the state of plasma approaches the isothermic state.
Keywords:
kinetic theory, ion cyclotron waves, negative ions, multi-component plasmas
KINETIČKA TEORIJA ELEKTROSTATIČKIH JONO-CIKLOTRONSKIH TALASA (QPEIC)
U MULTI-KOMPONENTNIM PLAZMAMA SA NEGATIVNIM JONIMA
Razmatrane su nestabilnosti kvazi-perpendikularnih elektrostatičkih (delta B=0) jono-ciklotronskih talasa.Pomoću kinetičke teorije sa BGK kolizionim integralom izračunavana je brzina kritičnog elektronskog drifta u prisustvu pozitivnih ili negativnih rezonantnih jona u multi-komponentnim plazmama. Prezentovano je analitičko izračunavanje za jon-ciklotronske mode i nestabilnosti u dugotalasnoj oblasti za slučaj slabo jonizovane maksvelovske plazme sa dve vrste pozitivnih jona, jednom vrstom negativnih jona i elektronima koji driftuju u odnosu na linije sile magnetnog polja. Izračunavan je i spektar u ovim situacijama. Pokazano je da brzina kritičnog drifta elektrona opada sa približavanjem plazme izotermnom stanju.
