Возбуждение тока при введении в плазму электронной цик- циклотронной волны (ECCD) связано с возникновением асимметрии сопротивления плазмы благодаря селективному нагреву электро- электронов, движущихся преимущественно в тороидальном направле- направлении. Фиш и Бузер [40] предложили считать, что в этом случае каким-то образом меняется столкновительность плазмы, напри- 310 Гл. 16. Токамак мер, электроны, движущеся влево, реже сталкиваются с ионами, чем электроны, движущиеся вправо. Это могло бы привести к возникновению электрического тока с электронами, движущи- движущимися в среднем влево, и с ионами, движущимися вправо. Рассмотрим смещение электронов плотности Sf в пространстве скоростей из точки 1 в точку 2, как показано на рис. 16.19. Энергия, связанная с этим смещением, __ AE = (E2-El)Sf, Рис. 16.19. Смещение где Е* ~ кинетическая энергия в г-ом электронов в простран- положении в пространстве скоростей, стве скоростей из точки 1 Электроны с первоначальными коорди- в точку 2 натами 1 теряют свой импульс вдоль магнитного поля, которое считается направленным вдоль z, со скоростью i/i, а затем со скоростью v2. Возникающий ток, на- направленный вдоль z, дается выражением j(t) = — eSf(vz2exp(—v2t) — vz\ exp(—i/\t)). A6.50) Рассмотрим сглаженный во времени ток J на протяжении ин- интервала времени At, который велик по сравнению с обеими величинами l/щ и 1/и2у так что At At J J w At \u2 0 Плотность вводимой мощности Pd, необходимой для возбужде- возбуждения такой плотности тока, будет равна ЛЕ _Е2-Е, Отношение J/Pd составляет J У&/У2-Уя\1у\ S-V(VZ/V где s — единичный вектор в направлении смещения в простран- пространстве скоростей. Оценим и в A6.51). Скорость торможения проб- пробного электрона вследствие столкновений с электронами и ионами выражается как (см. B.14), B.20)) dp = р р_ _ Л гл щ dt Tee.. Те,.. V ^ 2 ) у*Р' §16.8. Неиндукционное возбуждение тока ЗП_ где 2 _ /e2ne \ In Л _ v vje = (яТе/гаеI//2 — тепловая скорость электронов. Поэтому имеем: , з—¦*» "*«<2+«)?. Чтобы оценить du/dt, следует воспользоваться временем релак- релаксации энергии т|е (см. B.27)) dE Е ,_, те о о т. е. , аи и Поскольку - LMCft = _ f i/M?*i = B + Zi) J ^ = B + Z,)lnti(t)tio, каждый член в уравнении A6.50) для j(t) следует модифициро- модифицировать следующим образом: (t) = kехр(-1 mdt) = jo (^)i, A6.50') Тогда интеграл от j(t) A6.50') сводится к оо 0 О «о Соответственно, v в A6.51) равно 5 + Zi 2и v = vo^r-, A6-52) J enevje j j _ 4 s Pd ^e^e^O Pd' Pd 5 + Zj s • Vit2 где ги = vz/vje. В случае возбуждения тока электронными цик- лотроннами волнами имеем j/pd ~ 6wu/E + Zj), и J n19 312 Гл. 16. Токамак Отношение генерируемого тока Iqd к мощности Wec> вводимой с этими волнами, составляет r ! J2/nrdr ^ 1 J и эффективность генерации тока, rj^c, равна Pd2<irrdr где г/ес(г) — локальная эффективность генерации тока, которая дается выражением vtt4- о6-54) Напомним, что эффективность мы измеряем в 1019А/Вт-м2.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Возбуждение тока электронными циклотронными волнами» з дисципліни «Основи фізики плазми і керованого синтезу»
