Эффективная частота столкновений v$\ запертого электрона представляет собой частоту, при которой условие G.17) для запертого электрона нарушается из-за столкновений. Так как частота столкновений ие1 — это обратное время диффузии, необ- необходимое для изменения направления скорости на 1 радиан, эф- эффективная частота столкновений иец равна ^ = ^1- G.19) Соответственно, если иец < 1/ть, т. е. " Ч /^ч1/2) G.20) запертый электрон может пройти весь «банан». Когда запертый электрон сталкивается, он может сместиться на толщину «бана- «банана» (см. разд. 3.5Ь) _ mv\\ _ mv± v\\ В i/2 Д 2тг _ /2тг\ -1/2 Так как число запертых электронов составляет б/ от полного числа электронов, вклад запертых электронов в диффузию A,s. = 4i. G.22) Этот коэффициент диффузии, введенный Галеевым и Сагдее- вым [2], в 6t~3/2 = (i?/rK/2 раз больше, чем коэффициент диффу- диффузии в столкновительном случае. Данный вывод носит полукаче- полукачественный характер. Более строгий вывод приведен в работе [2]. Как отмечалось в разд. 7.1, МГД описание применимо, если частота электрон-ионных столкновений больше чем частота i/p, которая дается выражением • G'23) 108 Гл. 7. Диффузия плазмы, время удержания Когда частота электрон-ионных столкновений меньше, чем ча- частота ~ ,о U\> = 6t Up, \l .Z4J электрон может завершить оборот по «банану». Коэффициенты диффузии записываются в следующем виде: Чь ^ei>^p, G.25) 3/2 G.26) Если i/ei находится в области i/ь < uei < z/p, то описать явления диффузии электронов посредством простой модели невозможно. В этой области нужно прибегнуть к анализу, базирующемуся на уравнении Власова в дрейфовом приближении. В результате оказывается, что коэффициент диффузии не зависит от частоты столкновений и определяется как [2, 3] ) 2 \/2 Dp = ue G.27) Зависимость коэффициента диффузии от частоты столкновений показана на рис. 7.3. Область ие1 > ир называется столкнови- тельной, или МГЦ областью. Область ир > ие1 > и\> — это область плато, или промежуточная область, а область ие1 < щ называется областью бананов, или областью редких столкно- столкновений. Такую диффузию называют неоклассической. По неоклас- неоклассической диффузии существует превосходный обзор [3]. А rGS Рис. 7.3. Зависимость коэффициента диффузии от частоты столкновений в то- камаке. и? = (i/ */2 Частота электрон-электронных столкновений не влияет на коэффициент диффузии электронов, так как скорость центра масс не меняется при кулоновских столкновениях.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Неоклассическая диффузия электронов в токамаке» з дисципліни «Основи фізики плазми і керованого синтезу»
