Cтраница 3
Для аномального затухания достаточно появления быстрых частиц в результате теплового движения при нагреве плазмы. Примером может служить раскачка плазменных колебаний электронным пучком. Пучок здесь представляет собой группу быстрых частиц, раскачивающих плазму. Подобную же роль могут играть электроны, ускоренные внутри самой плазмы действием электрических полей. Они появляются всегда, когда в плазме текут токи вдоль магнитного поля. Так как торможение электрона за счет столкновений ослабляется с повышением его скорости, то электроны, вырвавшиеся вперед, могут дойти до больших скоростей. Такие пролетные, или убегающие, электроны могут раскачивать плазму. Подобного рода явления неустойчивости не могут быть поняты в модели сплошной среды. Они связаны с распределением скоростей между частицами, которое описывается уравнениями физической кинетики. [31]
В Институте атомной энергии в 1960 г. Е.К. Завойским с сотрудниками начаты исследования возможности нагрева плазмы в процессе развития пучковых неустойчивостей, создаваемых в плазме интенсивными потоками электронов. Эти работы получили известность под названием турбулентного нагрева плазмы и в настоящее время ведутся в некоторых советских и зарубежных лабораториях. [32]
Z - и б-нин-чах магнитное поле выполняет ф-цию очень сильного кумулятивного сжатия и нагрева плазмы, но не функцию ее устойчивого удержания такчто длительность существования сжатого состояния определяется в основном временем пролета частиц через плазменный шнур. В силу импульсного характера магнитных полей в таких системах они могут достигать величины - 10в я, так что условие Hz / 8it - 2nkT допускает получение не только горячей ( Т - неск. [33]
К таким замкнутым системам относятся, прежде всего, установки Токам ак, в которых нагрев плазмы осуществляется за счет джоулева тепла продольного тока, а стабилизация плазмы достигается с помощью сильного продольного магнитного поля и металлического кожуха. После 1958 г. на этих установках были существенно улучшены вакуумные условия. [34]
Об этом удивительном факте мне сообщил В. Д. Русанов, в то время занимавшийся со своими коллегами нагревом плазмы при помощи быстрых магнитозвуковых волн и впервые возбудивший в плазме с помощью внешних антенн эти волны. [35]
При изменяющемся во времени токе плазменный шнур скинируется ( см. Скин-аффект), и в нагреве плазмы существенным оказывается не джоулево тепловыделение, а электродинамич. Движение токово-плазменной оболочки происходит при Рмагн Рпл t и определяющую роль в движении играют силы инерции; условия нагрева в ударной волне и при кумуляции на оси в результате перехода кинетич. [36]
Надо подчеркнуть, что и в двух последних случаях большая часть энергии все же уходит на нагрев плазмы. Даже в процессе перекачки энергии по спектру непрерывно происходит тепловая диссипация. Например, при нелинейном рассеянии постепенно уменьшается частота, а следовательно, и энергия волн. Избыток энергии передается рассеивающим частицам. [37]
Как показали измерения, добротность составляла порядка 10, что могло быть связано с возбуждением параметрической неустойчивости и нагревом плазмы. [38]
Поскольку главным резервуаром энергии межпланетной плазмы служит энергия ее направленного движения, то из этого же резервуара, по-видимому, черпается энергия нагрева плазмы и ее возмущенности. Но последовательная теория процессов, приводящих к превращению энергии крупномасштабных движений в энергию непрерывно распределенных по длинам волн флуктуации скорости и магнитного поля, еще не развита. [39]
Таким образом, качественный вид структур нормальных ионизующих ударных волн, наблюдаемых в электромагнитных ударных трубах, определяется происходящими в прекурсорной области процессами ионизации и нагрева плазмы. Описание этих процессов требует привлечения кинетических или, на модельном уровне, трехжидкостных гидродинамических уравнений. Уже применение уравнений двухжидкостной гидродинамики приведет к теоретическим структурам, резко отличающимся по виду от наблюдаемых. Что же касается газодинамического приближения в теории ударных волн, в котором прекурсорные явления вообще не учитываются, то оно тем более неадекватно. Поэтому в данном случае неприменимо и приближение, основанное на гипотезе Чепмена - Жуге. [40]
Для приведенных выше параметров пучка при пр - - 1016 см 3 имеем Те 500 эВ ( 5 - 10вК), что свидетельствует о возможности нагрева плазмы сильноточными пучками электронов до высоких термоядерных темп-р и инициирования термоядерных реакций. [41]
Поскольку атомная бомба, естественно, не подходит для инициирования управляемой термоядерной реакции, а лазеры необходимой мощности пока еще не сконструированы, наиболее доступным способом нужного нагрева плазмы является использование для этих целей мощных импульсов электрического напряжения, скажем, 104 - 10б Б и продолжительностью в несколько тысячных долей секунды. Серия подобных импульсов, пропущенных через газообразный дейтерий, полностью его ионизирует и за малую долю секунды доводит температуру до нескольких миллионов градусов. [42]
В этой главе рассмотрены процессы взаимодействия волн между собой, нелинейного взаимодействия волн и частиц, нелинейные стационарные решения, а также возможности применения плазменных неустойчивостей для нагрева плазмы. [43]
К ним относятся измерения времен релаксации фононов или колебаний атомов, измерения нелинейных коэффициентов преломления третьего порядка, определение малой концентрации веществ, спектроскопические исследования возбуждений малой энергии, нагрев плазмы, распространение лазерных пучков большой мощности в среде. [44]
Таким образом, взаимодействие в.ч. - полей с плазмой может приводить как к стабилизации длинноволновых, опасных для удержания неустойчивостей, так и к возбуждению коротковолновых неустойчивостей, приводящих к нагреву плазмы. Чтобы взаимодействие было эффективным, тип электромагнитной в.ч. - волны, запускаемой в систему, необходимо выбрать таким образом, чтобы в соответствующем интервале частот волна могла проникать в плазму. Так, в отсутствие постоянного магнитного поля частота должна удовлетворять условию Q соре; если плазма удерживается магнитным полем, в. Q С оле и волновым числом &0, проникающий в плазму без затухания, или же магнитно-звуковую волну, распространяющуюся строго поперек магнитного поля. [45]