Эта ловушка схематически мо- жет быть представлена как система двух катушек с токами одного направления (рис. 1.7.2). Здесь магнитное поле минимально в центре Щ и нарастает в на- Рис. 1.7.2. Схема пробочной ловушки Будкера-Поста и траектории частиц в ней Рис. 1.7.3. Конусы ухода частиц в пробоч- ной ловушке в минимуме Н-поля правлении "пробок" — областей внутри катушек (Нт). Если в средней плоскости имеется частица со скоростью Vb, направленной под углом ао к силовой линии, то она будет двигаться по направлению к пробке, вращаясь вокруг силовой линии. 1) Понятие "галатея" объясняется в п. 10.5.3. 1.7. Простейшие модели статических магнитных ловушек. 87 V2 При этом, в силу сохранения поперечного адиабатического инварианта J± = -^ = V2 = -j- sin2 а$ (см. A.2.13), поперечная компонента скорости будет расти, а продольная Vjl уменьшаться из-за сохранения энергии (Vq = V\_ + V? = const) Я = yV02 - J±tf = VoWl - — sin2a0. A.7.1) Здесь а — угол между вектором магнитного поля Н и скоростью v. Отсюда видно, что, если A.7.2) то частица не выйдет из ловушки, а, отразившись от пробки, будет колебаться внутри ловушки. Кроме того, благодаря неоднородности поля, частица будет также дрейфовать вдоль азимута ловушки. Об этом говорит член, пропорциональный [Н, VH] в урав- нении A.2.18). На рис. 1.7.3 изображено пространство скоростей в координатах (Vj_, Vj|), и в нём "конус ухода", попав в который, частица тут же покидает ловушку. Реально динамика частиц в пробкотроне выглядит следующим образом. Частицы вводятся в ловушку с помощью инжектора нейтральных атомов 0 с нужной энергией и фиксированным направлением скорости. Попав в ловушку, быстрые нейтраль- ные атомы ионизуются. Сталкиваясь с уже находящимися в ловушке частицами, "новенькие" постепенно изменяют поперечный адиабатический инвариант и, дойдя до запретного конуса, покидают ловушку. Расчёты, выполненные первоначально Г. И. Будкером и уточненные в дальнейшем другими авторами, показали, что время жизни частиц в пробкотроне порядка времени между столкновениями, умноженному
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Пробочная ловушка Будкера-Поста» з дисципліни «Введення в плазмодінаміку»
