Очевидно, для того чтобы создать тороидальную конфигурацию, которая не будет выбрасываться на стенки камеры, надо предотвратить возникновение в плазменном объёме электрического поля, создающего "выбрасывающий" дрейф частиц. Если бы температура плазмы была неве- лика, то снимать поляризацию можно бы- ло бы, просто соединив торцы плазменно- го тора накоротко хорошим проводником (рис. 1.7.9а). И такая стабилизация имеет место в токамаках на стадии "разгорания" разряда, когда полоидальное поле мало. Очевидно, если закорачивающий проводник плазменный объём имеет заметное сопро- тивление, то в объёме плазменного шнура сохранится небольшое электрическое поле, и шнур будет непрерывно смещаться в сто- рону больших радиусов. Это так называе- мая "диффузия" Пфирша-Шлютера, в слу- чае, если внешнее сопротивление цепи до- статочно мало. Однако борьба с поляризацией пошла по пути использования магнитных полей, си- ловые линии которых образуют и обвивают магнитные поверхности (рис. 1.7.96). В ре- зультате "верхняя" и "нижняя" стороны поверхности оказываются закороченными. В схеме магнитного реактора, предложенной А. Д. Сахаровым, использовалась магнитная конфигурация И.Е. Тамма (рис. 1.1.4), т.е. внутри тороидальной камеры с азимутальным магнитным полем мыслилось помещать жёстко соединенное с ис- точником питания металлическое кольцо, по которому шёл бы ток, т. е. речь шла Рис. 1.7.8. К расчёту расширения торои- дального баллона с газом: Fpi, Fp2 — силы давления, действующие на сечение баллона, Fr — результирующая этих сил 92 Гл. 1. Поля, частицы, блоки (нуль-мерные модели) о галатее (рис. 1.7.10). Полоидальное поле этого кольца и замыкало "верх" с "низом". Позднее от кольца, естественно, отказались, и генератором полоидального поля стал ток, непосредственно текущий по плазме. Но для того, чтобы обеспечить грубую устойчивость и получить токамак, надо было подобрать правильное соотношение величин азимутального и полоидального полей. Ориентиром здесь служил критерий Крускала-Шафранова (раздел 10.5). б в Рис. 1.7.9. Способы снятия поляризации: а — путём закорачивания проводником (например, диафрагмой); б — закорачивание силовыми линиями "верха" и "низа" шнура; в — путём перекручивания тора ("восьмерка" Л. Спитцера, предшественник стелларатора) Очевидно, сказанное о снятии поляризации справедливо и для стеллараторов, поскольку в основе их лежат поля с вложенными поверхностями, образованные спиральными силовыми линиями. Отметим, что чёткое понимание того, что в стел- лараторах имеется система вложенных магнитных поверхностей, силовые линии которых обходят магнитную ось, появилось не сразу. Первые стеллараторы имели вид "восьмёрок" (рис. 1.7.9в) и были сделаны из тех соображений, что при такой конфигурации тороидальный дрейф на одном участке ABC компенсируется торои- дальным дрейфом на другом участке EFGi.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Снятие поляризации в тороидальных системах» з дисципліни «Введення в плазмодінаміку»
