Магнитное зеркало
Cтраница 4
Возмущения в плазме, вызываемые дрейфом электронов в направлении, перпендикулярном как вектору электрического поля Е, так и вектору магнитной индукции В, можно устранить при использовании цилиндрического катода, когда дрейфовые токи оказываются замкнутыми. Этот принцип положен в основу цилиндрических магнетронных систем. В них применяют магнитные зеркала, отражающие электроны, или создают неоднородное магнитное поле. [46]
Если же поле не однородно, а обладает малым градиентом ( таким, что на одном витке спиральной траектории величина поля меняется незначительно), то можно считать, что движение частицы определяется силой, действующей на эквивалентный магнитный момент. Анализ знаков момента и силы показывает, что независимо от знака заряда заряженные частицы выталкиваются из области с более высокой плотностью магнитного потока. На этом эффекте основано действие так называемых магнитных зеркал, рассматриваемых с другой точки зрения в гл. [47]
При движении вдоль силовых линий существует два класса частиц - пролетные и запертые. Запирание происходит за счет отражения частиц от магнитного зеркала на внутреннем обводе тора, где магнитное поле сильнее. [48]
Квазигидродинамическое приближение Чу, Гильдбергера и Лоу справедливо только в том случае, если условия, в которых находится плазма, достаточно медленно изменяются в пространстве и времени. Во многих случаях эти условия могут быть легко выполнены. Однако вдоль силовых линий магнитного поля поток ограничивается только магнитным зеркалом и необходимо дальнейшее исследование вопроса. Вообще говоря, если отношение характерной длины к характерному времени сравнимо со скоростью частиц вдоль силовых линий магнитного поля и если продольные градиенты ( вдоль силовых линий) существенны, к результатам, полученным с помощью приближения Чу, Гольдбергера и Лоу, необходимо относиться очень осторожно. [49]
Магнитные ловушки бывают двух типов: открытые и замкнутые. В открытой, или зеркальной, ловушке плазма имеет вид сгустка, вытянутого в направлении силовых линий. На торцах этого сгустка магнитное поле делается более сильным, в результате образуются магнитные зеркала. В замкнутых ловушках магнитное поле замыкается на тор, так что удержания плазмы в продольном направлении не требуется. [50]
Однако этот результат получен в предположении об изотропии распределения по скоростям. Следовательно, он не справедлив для пограничных слоев, где распределение по скоростям, анизотропно. Этим объясняется возможность удержания плазмы в магнитном поле, например в ловушке с магнитными зеркалами. [51]
Расчеты последних лет показали, что такой нейтронный источник может быть создан на основе мюонного катализа. Эта схема очень похожа на схему МК-бридера. Пучок ускоренных дейтронов с энергией - 1 ГэВ / нуклон направляется на литиевую мишень, представляющую собой проточный цилиндр длиной 1 5 м и диаметром 1 5 см. Литиевая мишень помещена внутри соленоида длиной 14 м и диаметром 80 см со средним полем 7 Тл и магнитными зеркалами 17 Тл. [53]
Под влиянием магнитного поля заряженные частицы плазмы начинают описывать так называемые ларморовы окружности, радиус которых определяется равенством центробежной силы и силы воздействия магнитного поля на частицу. Возникновение такого движения требует затраты энергии. Поэтому плазма ведет себя как диамагнитное тело и выталкивается из магнитного поля. Благодаря этому можно создавать магнитные зеркала, отражающие плазму и магнитные ловушки, в которых плазма заключена как в сосуде. В подобных гигантских ловушках локализованы два радиационных пояса, существующих вокруг земного шара. [54]
Дрейфовый механизм ускорения на ударном фронте может быть важным для ускорения частиц в областях магнитного пересоединения. Shimada и др. ( 1997) продемонстрировали, что дрейфовый механизм может ускорять частицы, захваченные между ударными фронтами медленной моды в конфигурации Петчека, однако этот процесс довольно сложен. Медленный ударный фронт сам по себе не является особенно благоприятным местом для ускорения частиц, так как магнитное поле падает поперек фронта. Это означает, что частицы вверх по течению от ударного фронта не отражаются более сильным магнитным полем в области ниже по течению, как это имело бы место в случае ударной волны быстрой моды. Отражение в действительности имеет место для частиц из области ниже по течению, однако, когда частицы сталкиваются с ударным фронтом, они теряют энергию, поскольку ударный фронт, действующий как магнитное зеркало, движется в сторону от частицы в системе покоя плазмы. Детальный анализ Webb и др. ( 1983) показал, что ускорение частиц может происходить, когда частицы просачиваются через ударный фронт без отражения на нем. Такое ускорение происходит только за счет дрейфа, связанного с кривизной силовых линий, который конкурирует с градиентным дрейфом, действующим в противоположном направлении. [55]
Страницы: 1 2 3 4