레이저에 의한 능동 잔해 제거(ADR)의 가능한 대안은 원격으로 전송되는 전자빔(e-빔)에 의한 절제 추진입니다. e-빔 절제는 산업에서 널리 사용되어 왔으며 레이저 절제보다 ADR 시스템의 전반적인 에너지 효율이 더 높고 운동량-결합 계수도 더 높습니다. 그러나 장거리(10m~100km)에 걸쳐 전리층 플라즈마를 통해 e{5}}빔을 효율적으로 전송하고 이 빔의 강도를 파편 물질의 절제 임계값 이상으로 향상시키기 위해 초점을 맞추는 것은 빔 전송을 지원하기 위해 외부 작업의 새로운 방법이 필요한 새로운 기술적 과제입니다.
따라서 오사카 수도대학교 연구원들은 전리층 대기에서 전자빔의 관련 문제, 발산 및 불안정성에 대한 예비 연구를 수행하고 수치 시뮬레이션을 통해 이를 정량적으로 식별했습니다. 전리층 플라즈마에서 e-빔의 발산과 불안정성을 명확히 하기 위해 세포-내-입자 시뮬레이션이 체계적으로 수행되었습니다.
주요 현상인 발산과 불안정성은 전자빔과 대기의 밀도에 따라 달라집니다. e-빔 밀도는 10~10 범위에서 전리층 플라즈마 밀도와 약간 다르게 설정되었습니다.1010까지12 m−3. e-빔 속도가 10에서 변경되었습니다.610까지8m/s, 비상대적 범위.
결과에 따르면 10에서 비상대론적 밀도의 e{0}}빔이 나타납니다.1010까지12 m−310에서 밀도의 전리층 플라즈마로 방출1010까지12 m−3층류에서{0}}난류로의 전환을 경험하세요. 난류는 빔 전자/이온 2{3}}흐름 불안정성에서 발생해야 합니다. 왜냐하면 전이 길이가 2-흐름 불안정성의 이론적 공식에 의해 근사화될 수 있기 때문입니다.
층류 영역에서는 플라즈마에서 전자빔의 측면 확장이 억제되었습니다. 빔 압축 계수가 처음으로 정량화되었습니다. 이러한 결과는 ADR 응용 분야에 e{2}}빔을 사용하는 경우 발산이 억제된 층류 영역이 효율적인 포커싱 및 절제에 도움이 될 수 있지만 ADR 시스템 설계에서는 플라즈마 불안정성으로 인한 난류를 고려해야 함을 나타냅니다.
