Пролётные и запертые частицы в тороидальных ловушках
Общими для всех тороидальных ловушек являются осложнения, связанные с непостоянством напряжённости магнитного поля вдоль силовых линий. Рассмотрим простейший случай осесимметричного поля (рис. 1.1.4). Напряженность поля больше Рис. 1.7.10. Схема плазменной конфигурации А. Д. Сахарова: 1 — плазма, 2 — центральный проводник (миксина) с током, 3 — подвод тока к центральному проводнику Рис. 1.7.11. Траектории в токамаке пролётных и запертых C) частиц (бананы); 1 — маг- нитные поверхности на тех участках силовых линий, которые ближе к центру системы и меньше на периферии при больших радиусах. Наглядно можно сказать, что мы имеем здесь своеобразный аналог пробкотрона. А это означает, что частицы, находящиеся в такой ловушке, можно разделить на две группы — те, у которых продольная компонента велика и те, у которых она мала. Точнее, если (см. A.4.2)) sin a A.7.13а) 1.7. Простейшие модели статических магнитных ловушек. 93 где а — угол между V и Н на внешней стороне магнитной поверхности, где магнитное поле минимально (Нт-т), то частица отразится от магнитной пробки в районе i^max и окажется запертой. Если же A.7.136) то частица окажется "пролётной", т. е. будет обходить всю магнитную поверх- ность. Оказывается, что траектории пролётных и запертых частиц весьма различны (рис. 1.7.11). А именно, если пролётные частицы за счёт дрейфа отходят от "своей" магнитной поверхности на расстояние Vt ?прол —, A.7.14а) где слназ — ларморовская частота, рассчитанная по азимутальному (полному) полю, тогда как смещение запертых частиц существенно больше и по порядку равно ?зап ^—. A.7.146) -^полоид Здесь интлтА — ларморовская частота, рассчитанная по полоидальному полю, vt — тепловая скорость частиц. Эти оценки непосредственно следуют из интеграла дрейфовых уравнений A.2.19), который является уравнением дрейфовой траектории. Указанное различие смещений имеет принципиальное значение для диффузии плазмы из ловушки. Подробнее об этом будет сказано в разделе 5.7. В схеме предложенного А. Д. Сахаровым магнитного термоядерного реактора полоидальное поле полагалось равным всего 200 Э. Нетрудно видеть, что при таком поле и скорости частиц ~ 108см/с смещение 5зап ~ 1 м (!). Разумеется, это неприем- лемо.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Пролётные и запертые частицы в тороидальных ловушках» з дисципліни «Введення в плазмодінаміку»
и запертых C) частиц (бананы); 1 — маг- 