Введение

4. Эксперименты по исследованию фундаментальных свойств равновесия и устойчивости заряженной плазмы (удерживаемой пробочным и однородным магнитным полем), проводимые в Мэриленде.

5. Исследования схем магнитоэлектрического удержания тороидальной термоядерной плазмы, проводимые в Принстоне, а также «обдирка» и удержание тяжелых ионов в заряженных электронных образованиях, помещенных в пробочное магнитное поле.

Хотя эти программы имеют различные цели и объекты исследований, их общей задачей является изучение свойств равновесия и устойчивости заряженной плазмы, удерживаемой магнитным полем, которая обладает большим собственным электрическим и (в сильноточных конфигурациях) большим собственными магнитными полями.

В монографии Рональда Девидсона [22] хорошо исследована общая теория равновесия и устойчивости заряженной плазмы, удерживаемой магнитным полем. В работе атомные процессы и взаимодействия отдельных частиц были исключены из рассмотрения, также предполагалось, что в характерных масштабах времени и пространства преобладают коллективные процессы. В этом случае, для теоретического описания бесстолкновительной заряженной плазмы становится возможным применение двух подходов:

а) микроскопическое, или кинетическое, описание свойств плазмы, основанное на уравнениях Власова-Максвелла, которое естественным образом включает в себя эффекты конечной температуры плазмы.

б) макроскопическое гидродинамическое описание, базирующееся на моментах кинетического уравнения и уравнениях Максвелла.

Основные уравнения и пределы применимости кинетического уравнения и гидродинамического описания, в целом, достаточно хорошо известны, поэтому в рамках монографии они не были рассмотрены. Для иллюстрации влияния сильных равновесных собственных электрических полей была решена задача о движении электроны в столбе однородной заряженной плазмы, ориентированном параллельно направлению однородного продольного магнитного поля.

Вторая глава монографии посвящена исследованию свойств равновесия и устойчивости столба холодной заряженной плазмы в рамках магнитогидродинамической теории. В первом приближении, когда частные производные по времени равны нулю, равновесное состояние характеризуется наличием радиального поля. В общем случае, когда средняя аксиальная и средняя азимутальная скорости компонентов плазмы могут быть релятивистскими, при исследовании равновесия следует учитывать и соответствующие им собственные аксиальные и азимутальные магнитные поля. Также во второй главе монографии рассматриваются различные предельные случаи равновесных конфигурации. К таким типам равновесных конфигураций относятся, например, равновесия с нерелятивистским в среднем движением частиц и пренебрежимо малыми собственными магнитными полями, равновесия, в которых азимутальное движение частиц в среднем является релятивистским и при анализе учитывается наличие аксиального собственного магнитного опля и равновесия релятивистского электронного пучка с релятивистским аксиальным движением частиц при наличии собственного азимутального магнитного поля. В заключение главы 2 обсуждается гидродинамическая модель равновесного пинча Беннета с учетом конечной температуры пучка. Гидродинамическая устойчивой заряженной нерелятивистской плазмы рассматривается в последнем параграфе главы 2. в этих параграфах в рассмотрение включены устойчивые электростатические колебания, аналогичные тем, что существуют в столбе ненейтральной плазмы, электрон-электронная и электрон-ионная двухпучковые неустойчивости вращающихся потоков, возникающие вследствие различия в скоростях вращения различных компонент плазмы в равновесном радиальном электрическом поле, а также диокотронная неустойчивость полых заряженных электронных пучков, также рассматриваются релятивистские пучково-плазменные неустойчивости.

Перейти на страницу: 1 2 3

 

Статистика

Ракурс в историю

История открытий в области строения атомного ядра

Изучение атомного ядра вынуждает заниматься элементарными частицами. Причина этого ясна: в ядрах атомов частиц так мало, что свойства каждой из них в отдельности не усредняются, а, напротив, играют определяющую роль.
История открытия закона Ома

Закон Ома устанавливает зависимость между силой тока I в проводнике и разностью потенциалов (напряжением) U между двумя фиксированными точками (сечениями) этого проводника.
История открытия основных элементарных частиц
Элементарные частицы в точном значении этого термина — первичные, далее неразложимые частицы, из которых, по предположению, состоит вся материя.