Концепция гиротрона c мегаваттным уровнем мощности на первой и второй циклотронных гармониках для нагрева плазмы в сферических токамаках

На основе анализа электронно-волнового взаимодействия исследована возможность создания гиротрона, способного обеспечить мегаваттный уровень мощности в квазинепрерывном (длинноимпульсном) режиме при генерации как на первой, так и на второй гармониках гирочастоты. Для селективного возбуждения на второй циклотронной гармонике в условиях существенного превышения рабочего тока над стартовым значением предложено использовать захват гиротрона слабым (несколько процентов по мощности) монохроматическим внешним сигналом, который в процессе включения подавляет паразитную генерацию на основном циклотронном резонансе. С использованием нестационарной самосогласованной системы уравнений проведено моделирование двухчастотного гиротрона с мощностью около 1 МВт на первой (19,7 ГГц) и 0,8 МВт на второй (38 ГГц) циклотронных гармониках. Источник такого типа представляет интерес для систем нагрева плазмы в сферических токамаках.