Какой силы долно быть магнитное поле, чтобы удержать плазму. отношение.

260

297

Посмотреть ответы 2

Ответы на вопрос:

Martishevska

Физика

4,6(40 оценок)

конфигурации магн. поля, способные длительное время удерживать заряж. частицы или плазму в ограниченном объёме. естеств. м. л. является, напр., магн. поле земли, захватившее плазму солнечного ветра и удерживающее её в виде радиац. лоясов земли. искусств. м. л. используют в исследованиях по утс.

магн. поле может удерживать заряж. частицы как в поперечном, так и в продольном направлении по отношению к вектору магн. индукции b. оба эти свойства порознь либо одновременно используют в м. л.

поперечное удержание частиц. возможность создания м. л. основана на особенностях движения заряж. частиц в магн. поле. на частицу с зарядом е и скоростью действует сила лоренца (в си), где - электрич. поле. в сильном магн. поле частица движется вдоль магн. силовой линии со скоростью , совершая при этом быстрое вращение по ларморовской окружности радиуса с угловой частотой (т - масса частицы, - составляющая скорости, перпендикулярная полю). частицы могут удерживаться в поперечном (относительно в)направлении, если ларморовский радиус мал по сравнению с поперечным размером ам. л.: . при этом условии плазму можно рассматривать как газ заряж. "ларморовских кружков", совершающих быстрое движение с газокинетич. скоростью лишь вдоль магн. силовых линий. помимо быстрого продольного движения ларморовские кружки могут совершать также относительно медленный поперечный электрич. дрейф с одинаковой для всех частиц скоростью , а также градиентный и центробежный со скоростью исоответственно (см. дрейф заряженных частиц ).в области без тока и направления градиентного и центробежного дрейфов . конфигурация магн. поля должна быть выбрана так, чтобы ни поперечные дрейфы, ни продольное движение не выводили осн. массу частицплазмы из м. л. это соответствует выполнению условия равновесия плазмы в м. л. выбор магн. конфигурации, способной удерживать плазму, ограничен необходимостью подавления возникающих в плазме неустойчивостей, а также условиями малости диффузии и теплопроводности в поперечном направлении.

продольное удержание частиц. в продольном направлении на ларморовский кружок, представляющий собой круговой ток с магн. моментом , действует сила , приводящая к отражению с достаточно большим значением адиабатического инварианта от областей повышенной напряжённости магн. поля (т. н. магн. пробок, магн. зеркал). на этом принципе основаны открытые магн. ловушки (рис. 1), к их числу относится и магн. конфигурация, создаваемая дипольным магн. полем земли.

из законов сохранения магн. момента и сохранения энергии следует, что при движении частицы из области миним. в, где компоненты скорости равны и, поперечная составляющая кинетич. энергии растёт с ростом в за счёт убыли продольной. в точке отражения при b=bмакс имеем: . из этого соотношения следует, что магн. пробка отражает не все частицы, а только такие, скорость к-рых меньше определяемой соотношением: