البديل المحتمل لإزالة الحطام النشط (ADR) بالليزر هو الدفع الاستئصالي بواسطة شعاع إلكتروني منقول عن بعد (شعاع -e). لقد تم استخدام -استئصال الشعاع الإلكتروني على نطاق واسع في الصناعات، وقد يوفر كفاءة طاقة إجمالية أعلى لنظام ADR ومعامل اقتران زخم أعلى-مقارنة بالاستئصال بالليزر. ومع ذلك، فإن نقل الحزمة الإلكترونية- بكفاءة عبر بلازما الغلاف الأيوني على مسافة طويلة (10 م - 100 كم) وتركيزها لتعزيز شدتها فوق عتبة استئصال مواد الحطام يمثل تحديات تقنية جديدة تتطلب أساليب جديدة للإجراءات الخارجية لدعم نقل الحزمة.
ولذلك، أجرى الباحثون في جامعة أوساكا ميتروبوليتان دراسة أولية للتحديات ذات الصلة والتباعد وعدم الاستقرار التي يواجهها الشعاع الإلكتروني- في الغلاف الجوي الأيوني، وحددوا هذه التحديات كميًا من خلال عمليات المحاكاة العددية. تم إجراء عمليات محاكاة الجسيمات - في - الخلايا بشكل منهجي لتوضيح التباعد وعدم استقرار الحزمة الإلكترونية - في بلازما الغلاف الأيوني.
تعتمد الظواهر الرئيسية، وهي التباعد وعدم الاستقرار، على كثافات الحزمة الإلكترونية- والغلاف الجوي. تم ضبط كثافة الحزمة e- بشكل مختلف قليلاً عن كثافة بلازما الغلاف الأيوني في المدى من 1010إلى 1012 m−3. تم تغيير سرعة الشعاع الإلكتروني- من 106إلى 108م/ث، في نطاق غير نسبي.
كشفت النتائج أن كثافة الحزم الإلكترونية غير النسبية تبلغ 1010إلى 1012 m−3المنبعثة في البلازما الأيونوسفيرية ذات الكثافة من 1010إلى 1012 m−3تجربة التحول الصفحي-إلى-الانتقال المضطرب. يجب أن ينشأ الاضطراب من عدم استقرار تيار الإلكترون/أيون اثنين-لأن طول الانتقال يمكن تقريبه من خلال الصيغة النظرية لعدم استقرار التدفقين-.
في المنطقة الصفحية، تم قمع التوسع الجانبي لشعاع الإلكترون في البلازما. تم قياس عامل ضغط الشعاع لأول مرة. تشير هذه النتائج إلى أنه بالنسبة لاستخدام حزم e- لتطبيقات ADR، يمكن أن تكون المنطقة الصفحية ذات التباعد المكبوت مفيدة للتركيز والاستئصال الفعالين، ولكن الاضطراب الناتج عن عدم استقرار البلازما يجب أن يؤخذ في الاعتبار عند تصميم نظام ADR.
