OPTIMIZATION OF ANTENNA PARAMETERS FOR ICR HEATING BY THE MAGNETIC BEACH METHOD IN AN ELECTRODELESS PLASMA THRUSTER

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

For effective ion cyclotron resonance (ICR) plasma heating using the “magnetic beach” method in electrodeless plasma thruster, it is necessary to precisely optimize the geometric parameters and shape of the RF antenna. This article presents a full-wave simulation of the excitation of magnetized plasma column eigenmodes by ion-cyclotron (IC) antennas, accounting for the radial inhomogeneity of the plasma column and the spatial dispersion of the electron and ion dielectric response. The simulations calculated both the total power deposited by the antennas into the plasma and its division between the plasma column’s Alfvén eigenmodes and the Alfvén continuum. The calculations were performed for the three most popular antenna types used for ICR plasma heating for the PS-1 setup. The efficiency of these RF antenna types was compared, and the optimal lengths for each were determined.

About the authors

I. A. Abramov

National Research Center “Kurchatov Institute”

Email: Abramov_ia@nrcki.ru
Moscow, Russia

E. D. Gospodchikov

Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences

Email: egos@ipfran.ru
Nizhny Novgorod, Russia

References

  1. Franklin R. Chang Diaz // Scientific American. 2000. V. 283. № 5. P. 90.
  2. Тимофеев А.В. // Физика плазмы. 2014. Т. 40. № 1. C. 3.
  3. Господчиков Е.Д., Тимофеев А.В. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. № 8. С. 695.
  4. Goulding R.H., Lau C.H., Piotrowicz P.A., Beers C.J., Biewer T.M., Caneses J.F., Caughman J.B., Kafle N., and Rapp J. // Phys. Plasmas. 2023. V. 30. 013505. https://doi.org/10.1063/5.0122915
  5. Тимофеев А.В. // Физика плазмы. 1999. Т. 25. С. 232.
  6. Карчевский А.И., Муромкин Ю.А. Изотопы. / Под ред. В.Ю. Баранова. М.: Физматлит, 2005. Т. 1. С. 322.
  7. Graswinckel M.F., Guadamuz S., Koch R., Maggiora R., van de Pol M., Vietti G., and van Rooij G. // AIP Conf. Proc. 2011. 1406. P. 539. https://doi.org/10.1063/1.3665030
  8. Yasaka Y., Majeski R., Browning J., Hershkowitz N., and Roberts D. // Nuclear Fusion. 1988. V. 28. № 10. P. 246.
  9. Янченков С.В., Кутузов Д.С., Орлов М.Ю., Шуровский Д.О. // LII Междунар. Звенигородская конф. по физике плазмы и УТС. 17–21 марта 2025 г., Звенигород / Сб. тез. доклад. 2025. С. 216. https://doi.org/10.34854/ICPAF.52.2025.1.1.169
  10. Тимофеев А.В. // Физика плазмы. 1994. Т. 20. С. 1104.
  11. Тимофеев А.В. // Физика плазмы. 2015. Т. 41. С. 946–954.
  12. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. М.: Радио и связь, 1988.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).