Дисертацію присвячено питанням збудження електромагнітних хвиль сильнострумовими пучками електронів у плазмі. Досліджено збудження коливань з широким частотним спектром під час взаємодії сильнострумового релятивістського пучка електронів з плазмою. Досліджено електродинаміку гофрованого коаксіального плазмовозаповненого хвилевода, в якому розповсюджується сильнострумовий електронний пучок. Побудовано теорію збудження електромагнітних хвиль електронним потоком в плоскій уповільнюючій лінії з магнітною самоізоляцією. Досліджено вплив обмеженості електронного потоку на параметри нестійкості відносного руху просторово розділених електронних та іонних потоків, яка може виникати під час пропускання сильного струму крізь плазму.

З використанням кінетичного наближення теоретично досліджено властивості поверхневих циклотронних хвиль різної поляризації, які можуть залежно від орієнтації зовнішнього магнітного поля відносно поверхні плазми та поляризації хвилі, поширюватися вздовж межі плазма - діелектрик або плазма - метал. У гідродинамічному наближенні досліджено поширення електромагнітних поверхневих азимутальних мод поперек зовнішнього аксіального магнітного поля в металевих хвилеводах, що повністю заповнені плазмою. Розглянуто можливість параметричного збудження поверхневих циклотронних хвиль з урахуванням можливої немонохроматичності зовнішнього змінного електричного поля накачки. Побудовано нелінійну теорію взаємодії потоків електронів, що обертаються за азимутом в металевих хвилеводах з плазмовим наповненням, та поверхневих азимутальних мод. Досліджено електродинамічні моделі джерел плазми, що можуть використовувати поширення різних поверхневих циклотронних і азимутальних мод. При цьому враховано можливість передачі енергії поверхневих хвиль до газового розряду не тільки внаслідок омічного механізму дисипації, а також через кінетичне загасання поверхневих циклотронних хвиль та резонансне загасання поверхневих азимутальних мод.

Дисертацію присвячено проблемі розвитку динамічного хаосу в плазмових і пучкових системах під час взаємодій типу хвиля - хвиля та хвиля - частинка. Одержано критерій розвитку динамічного хаосу під час слабонелінійної взаємодії хвиль. Показано, що модифікований розпад є стохастично нестійким. Продемонстровано можливість керування функцією розподілу заряджених частинок за енергіями за умов розвинутого динамічного хаосу у разі взаємодії типу хвиля - частинка. Знайдено умови "необмеженого" стохастичного прискорення заряджених частинок полем регулярної електромагнітної хвилі у зовнішньому магнітному полі. Показано, що у разі авторезонансу стохастична нестійкість не розвивається. Досліджено збудження коливань у короткому резонаторі повільних хвиль електронним пучком, а також стохастизацією коливань в замагніченому пучково-плазмовому хвилеводі під дією зовнішнього монохроматичного поля.

Знайдено компонент тензора магнітної проникності феромагнітних гранул, що знаходяться у сильному зовнішньому магнітному полі. На підставі одержаного тензора магнітної проникності розраховано та проаналізовано дисперсійні співвідношення для низькочастотних хвиль у запорошеній магнітоактивній плазмі з феромагнітними гранулами. За допомогою виразу для тензора магнітної проникності однорідно намагніченого сферичного феромагнетика розраховано та проаналізовано дисперсійні співвідношення високочастотних хвиль. Одержано аналітичні вирази для групової та фазової швидкостей високочастотних хвиль у випадку повздовжнього та поперечного поширення відносно напрямку зовнішнього магнітного поля, а також для гібридних резонансних частот, що виникають у запорошеній магнітоактивній плазмі з феромагнітними гранулами. Результати розрахунку фазової та групової швидкостей високочастотних хвиль для загального випадку поширення подано графічно. Показано, що запорошена магнітоактивна плазма з феромагнітними гранулами виявляє властивості лівих середовищ поблизу резонансних частот, зумовлених присутністю феромагнітного компонента.

У дисертаційній роботі з’ясовано особливості транспорту надтеплових іонів у стелараторах, зокрема в оптимізованих (квазиізодинамічних) стелараторах типу Wen¬delstein, отримано умови збудження та згасання альфвенових нестійкостей у пла¬змі таких стелараторів, та вивчено перенесення енергії поперек магнітного поля, пов’язане з цими нестійкостями. Розвинено теорію стохастичної дифузії надтеплових іонів та показано, що сто¬хастична дифузія перехідних іонів у стелараторах типу Wendelstein є у кілька разів сильнішою, ніж передбачалося раніше. Запропоновано метод послаблення негатив¬ного впливу стохастичної дифузії на утримання надтеплових іонів шляхом замика¬ння сепаратрис між локально пролітними та локально захопленими орбітами все¬редині плазми, та вивчено вплив радіального електричнго поля на утримання ло¬кально захоплених надтеплових іонів у стелараторах. Запропоновано використан¬ня резонансного електричного поля для видалення гелієвого “попелу” з реактора- стеларатора Helias. Виявлено сильний стабілізуючий вплив механізму згасання Ландау на альфве- нові моди у стелараторах завдяки існуванню неосесиметричних резонансів та пока¬зано, що збудження ізомонних і тороїдальних альфвенових власних мод у першій експериментальній кампанії з інжекціею нейтральних пучків на Wendelstein 7-Х є малоімовірним. Вперше показано можливість збудження альфвенових власних мод градієнтом температури іонів основної плазми в неосесиметричних системах, що супроводжується перенесенням модами енергії поперек магнітного поля. Описаний механізм може приводити до збудження альфвенової моди з частотою ш ~ 200 кГц на Wendelstein 7-Х, що може пояснити довготривалі високочастотні осциляції, що спостерігалися в експерименті.

Дисертаційну роботу присвячено теоретичному дослідженню збудження несинусоїдальних хвильових збурень у нерівноважній плазмі, механізмам збудження кільватерних полів у плазмі резонансною та нерезонансною послідовностями релятивістських електронних згустків, а також у випадку суцільного пучка релятивістських електронів. Методом числового моделювання визначено умови збудження кільватерних полів у плазмі, що забезпечують однорідне фокусування послідовності згустків релятивістських електронів. Знайдено способи підвищення коефіцієнта трансформації з метою збільшення темпу прискорення. Визначено умови реалізації однорідного фокусування для послідовності релятивістських електронних згустків і для випадку суцільного пучка. Визначено властивості солітонного збурення великої амплітуди та механізм його збудження поблизу фольги при взаємодії з нею лазерного імпульсу. Виконано аналітичний опис збудження солітону нестаціонарним електричним полем. Теоретично досліджено властивості та збудження вихрових збурень, які збуджуються в циліндричній радіально неоднорідній плазмі у схрещених радіальному електричному та поздовжньому магнітному полях. Визначено умови пригнічення вихрової турбулентності в такій системі. Одержано дисперсійне рівняння, що дозволяє визначити діапазон параметрів експериментальної установки, для яких вихорова турбулентність пригнічується.