ДИПЛОМНІ КУРСОВІ РЕФЕРАТИ


ИЦ OSVITA-PLAZA

Реферати статті публікації

Пошук по сайту

 

Пошук по сайту

Головна » Реферати та статті » Фізика » Динаміка заряджених частинок

Мощность, излучаемая из оптически прозрачной плазмы
Ускорение частицы, вращающейся в магнитном поле,
направлено перпендикулярно ее скорости т. Ускорение
w..9 введенное в разделе 2.3, обращается при этом в
314
нуль. Введем углы 8 и ф так, как показано на рис. 10.3,
и сделаем соответствующую замену в соотношении
A0.12), определяющем мощность, излучаемую в
единицу телесного угла. Если скорость частицы строго
перпендикулярна магнитному полю, то
(l — —-) cos2 9 sin2 ф
1__^ ?±
d(\Pr)
q*w-±
dY
16-Ч0с3
w
l — — cos е
с
(l-f»»)"
X
A0.21)
Мощность излучения имеет максимум в направлении
скорости вращения w при 0 = ф = О. В релятивистском
пределе, когда отношение w/c
стремится к единице, поле
излучения сосредоточено в узком
конусе в направлении w.
В результате этого,
приближаясь к частице,
вращающейся со скоростью, близкой к
скорости света, наблюдатель
будет фиксировать импульсы
излучения, разделенные во
времени. Иными словами,
будет происходит излучение
высших гармоник (см. § 5.2).
Полная мощность,
излучаемая одной частицей в
лабораторной системе, определяется
соотношением A0.13) при
Щп)=0. Если ? = 0, то
решением уравнения (9.28) будет
ф sin в cos у>
Рис 10 3 Геометрические
соотношения между
скоростью, ускорением и радиус-
вектором, проведенным в
точку наблюдения для
заряда, вращающегося в
плоскости, перпендикулярной
внешнему магнитному
полю 1в.
W
--(MgW2±
±—yx,gw± /у2, где (Ofx = qB/m — нерелятивистское
значение частоты вращения, a w± — перпендикулярная
магнитному полю компонента скорости. Таким образом,
определим полную мощность, излученную частицей,
ЛЯ

16Д?0С:
_ 2 о 2
я2
16Л?0С3
?(-J-)'
i V т '
A0.22)
315
Здесь P_l — перпендикулярная компонента вектора —
импульса в релятивистском случае. Если ионизованный
газ находится в термодинамическом равновесии, то
можно считать, что скорости частиц распределены по
Максвеллу, а Т — температура частиц. В релятивистском
случае функция распределения частиц по Чэпмену и
Каулингу [11] имеет следующий вид
W-[<-W*(-7)]"'"(f)('-?r.
A0.23)
где K2{mc2/kT)—функция Макдональда второго
порядка. Интегрируя соотношение A0.22) с учетом функции
распределения, получим полную мощность, излучаемую
частицами плотности п в единицу объема. Согласно
работе [219]
Зкг0с \ тс2, / \ 2 тс2 '
Электроны из-за малой массы излучают больше
энергии, чем ионы при той же температуре. Мощность,
излучаемая электронами, равна
ргс = 5,3- lO~*n€B2Te(l + 4,2- 10-107у . . .) вт м\ A0.25)
В квазинейтральной дейтериевой плазме, когда ионы
и электроны имеют почти одинаковые температуры,
а плотность магнитной энергии B2/2\i0 равна по порядку
величины полному давлению 2nkt, получим мощность
излучения
Ргс^ 3,7- Ю-52п2Т2 вт'м\ A0.26)
Это соотношение справедливо лишь по порядку
величин. Найдем отношение вычисленной мощности к
мощности тормозного излучения согласно формуле A0.20)
-^-г-^1,4.10-12Г2/з, 4р0лй----ж1, Z=l. A0.27)
Prb ' ' Го В* v '
Из формулы A0.27) следует, что отношение PrJPrb
резко возрастает с увеличением температуры, а при
температуре
7~7.10'°К PrciPrb~\.
316
Полученные результаты справедливы для
прозрачной плазмы, т. е. такой плазмы, в которой излучение от
каждого электрона свободно выходит из объема
плазмы, не взаимодействуя с последней. При температуре
7~108°К (температура, при которой могут идти
термоядерные реакции) потери из-за циклотронного
излучения становятся огромными. К сожалению, пока
неизвестно, как сбалансировать эти потери энергией,
создаваемой генератором, использующим в качестве
топлива дейтерий. Потери, определяемые формулой
A0.25), существенны даже в реакторе, работающем на
смеси трития и дейтерия, хотя скорость реакции при
этих температурах примерно в десять раз больше, чем
при использовании чистого дейтерия.
К счастью, только часть излучаемой мощности
выходит из плазмы, так как волна, излученная одним
электроном, взаимодействует с остальными
электронами плазмы. В результате большая часть излученной
энергии опять поглощается плазмой. Теоретическое
объяснение описанных фактов становится сравнительно
простым в нерелятивистском случае. Обычно в
лабораторных установках частота плазменных колебаний сор =
= (е2п/готеI/г больше, чем циклотронная частота сое
электронов. Для электронов, движущихся со скоростью
много меньше скорости света, циклотронное излучение
не может свободно выходить из объема, занятого
плазмой, поэтому потери энергии из-за циклотронного
излучения малы. Однако при необходимых для
термоядерного синтеза температурах Г~108°К частицы, скорость
которых начинает приближаться к скорости света,
движутся по сложным траекториям, так как при таких
скоростях необходимо учитывать обратное воздействие
циклотронного излучения на эти частицы. Таким
образом, движение с релятивистскими скоростями приводит
к появлению высших гармоник и приходится вводить
понятие распределения энергии по спектру и
поглощения излучения. Эти вопросы и способы, при помощи
которых можно увеличить поглощение плазмой
циклотронного излучения, будут рассмотрены в дальнейшем.
К сожалению, существует еще одна проблема,
которую мы не можем здесь полностью осветить. Она
касается излучения, связанного с неустойчивостями,
волнами и другими коллективными эффектами. При
317
рассмотрении таких движении следует учитывать
корреляцию между частицами плазмы. Согласно формуле
A0.13) величина ДР, пропорциональна q2> поэтому
излучение, связанное с коллективными эффектами, может
быть много больше, чем излучение из плазмы,
находящейся в термодинамическом равновесии, когда
считается, что отдельные частицы движутся независимо
друг от друга. Более детальный анализ этих явлений
можно найти в обзоре Бекефи и Брауна [191].

Ви переглядаєте статтю (реферат): «Мощность, излучаемая из оптически прозрачной плазмы» з дисципліни «Динаміка заряджених частинок»

Заказать диплом курсовую реферат
Реферати та публікації на інші теми: Інвестиції у виробничі фонди
Аудит визнання запасів і правильності їх оцінки
Аудит малоцінних і швидкозношуваних предметів
Задача о двух яйцах
На наклонной плоскости


Категорія: Динаміка заряджених частинок | Додав: koljan (26.11.2013)
Переглядів: 734 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]

Онлайн замовлення

Заказать диплом курсовую реферат

Інші проекти




Діяльність здійснюється на основі свідоцтва про держреєстрацію ФОП