Quantum-mechanical slowing-in distribution of energetic charged particles released in infinite Maxwellian thermonuclear plasmas. Pt. 1
- 1. Iowa State Univ. of Science and Technology, Ames (USA). Engineering Research Inst.
- 2. Iowa State Univ. of Science and Technology, Ames (USA). Dept. of Nuclear Engineering
- 3. Rensselaer Polytechnic Inst., Troy, NY (USA). Dept. of Nuclear Engineering
- 4. Carnegie-Mellon Univ., Pittsburgh, PA (USA). Nuclear Science and Engineering Div.
Description
The time-independent slowing-in distribution is evaluated for a fast beam of test particles released in an infintie Maxwellian plasma background in the quantum-mechanical scattering regime. The analysis involves considerations of small angle deflection and large angle scattering events. The results are determined for plasma electrons having thermal velocities larger or smaller than the test particle, while the plasma ions have thermal velocities lower than the test particle. The slowing-in distribution is found to behave as Ej1/2 when both plasma electrons and ions are slow, where Ej is the test particle energy. When plasma electrons are faster than the test particles,the high energy tail acquires a 1/Ej-shape, The origin of the test particle is left arbitrary and hence the results apply for particles produced by fusion events within the plasma proper and for particles externally injected. The calculations are of the Boltzmann type which is consistent with binary scattering models. (orig.)
Abstract (German)
Die zeitunabhaengige Abbremsverteilung wird fuer einen Strahl schneller Testteilchen, der in einem unendlichen ausgedehnten Maxwellschen Plasma-Untergrund freigesetzt wird, im Bereich der quantenmechanischen Streuung berechnet. Die Analyse beruecksichtigt Ablenkung um kleine Winkel und Streuung zu grossen Winkeln. Die Ergebnisse werden fuer Plasmaelektronen mit sowohl groesseren wie kleineren thermischen Geschwindigkeiten als die Testteilchen berechnet, waehrend die Plasmaionen kleinere thermische Geschwindigkeiten als die Testteilchen besitzen. Fuer die Abbremsverteilung ergibt sich eine Ej1/2-Abhaengigkeit, wenn die Plasmaelektronen und Ionen langsam sind, wobei Ej die Energie des Testteilchens bezeichnet. Wenn die Elektronen schneller als die Testteilchen sind, nimmt der hochenergetische Teil eine 1/Ej-Form an. Ueber den Ursprung der Testteilchen werden keine Annahmen gemacht, so dass die Ergebnisse sowohl fuer Teilchen, die durch Fusionsprozesse im Plasma entstehen, wie fuer von aussen eingeschlossene Teilchen gueltig sind. Die Rechnungen sind von der Boltzmannschen Art, die mit binaeren Streumodellen vertraeglich sind. (orig.)Additional details
Publishing Information
- Journal Title
- Atomkernenerg. Kerntech.
- Journal Volume
- 33
- Journal Issue
- 2
- Series
- Atomkernenerg. Kerntech.
- Journal Page Range
- 108-115
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 10450651
- Subject category
- S70: PLASMA PHYSICS AND FUSION TECHNOLOGY;
- Is Lead record
- Yes
- Descriptors DEI
- BOLTZMANN STATISTICS; BORN APPROXIMATION; CHARGED PARTICLES; CROSS SECTIONS; DISTRIBUTION FUNCTIONS; ENERGY SPECTRA; ENERGY TRANSFER; HOT PLASMA; PARTICLE BEAMS; QUANTUM MECHANICS; SCATTERING; SLOWING-DOWN; TEST PARTICLES
- Descriptors DEC
- BEAMS; MECHANICS; PLASMA; SPECTRA