Шнур плазменный

При некотором значении радиуса плазменного шнура устанавливается равновесие между давлением магнитного поля и внутренним давлением р . [c.330]

Рис. 112. К вопросу устойчивости плазменного шнура.

Для успешного осуществления управляемой термоядерной реакции необходимо найти пути для борьбы с различными видами неустойчивости плазмы. Плазма, схваченная магнитным полем, неустойчива, испытывает судорожные скачки, и плазменный шнур почти мгновенно гибнет (рис. 112). [c.333]

Главной трудностью осуществления магнитной термоизоляции плазмы оказалась крайняя неустойчивость плазмы практически во всех магнитных полях, имеющих простую геометрическую форму. Например, прямолинейный плазменный шнур , удерживаемый текущим через него током, неустойчив относительно образования перетяжек или перегибов (рис. 11.7). Раз возникнув, такие деформации [c.591]

Рио. 11.7. Простейшие типы неустойчивостей в плазменном шнуре. [c.592]

Характер нарушений равновесной конфигурации поверхности мениска имеет много общего с подобными явлениями у капли, взвешенной в магнитном поле и у плазменного шнура, удерживаемого полем. [c.28]

Первая и самая главная — неустойчивость плазменного шнура . Колоссальная теплопроводность и малая [c.180]

Все шло хорошо до тех пор, пока от этих установок не потребовалась работа на полную мощность. В действие вступили новые факторы, которые нельзя было полностью предвидеть и учесть. Оказалось, что даже тогда, когда плазменный шнур , казалось бы, должен быть полностью изолирован от стенок, энергия из него уходит. Потери эти настолько велики, что поднять температуру плазмы до того уровня, который нужен для хода термоядерной реакции, не удается. [c.181]

Вероятно, это будет довольно компактная установка типа замкнутой, довольно сложной бубличной камеры. Внутри у этого бублика будет пылать сильно нагретый плазменный шнур , а кругом его обступят сложные машины, подводящие к нему ток, а также питающие обмотку основного магнитного поля. Вокруг бублика расположится, очевидно, несколько обмоток, в том числе для создания дополнительной устойчивости плазменного шнура . Все это будет погружено в водяную рубашку, поглощающую нейтроны, охлаждающую стенки бублика . Это тепло также можно будет использовать на тепловых электростанциях обычного типа с теплообменниками и паровыми турбинами. [c.181]

Не просто запрячь тигра — заставить работать термоядерную реакцию. Тысячи препятствий встают перед учеными. Не имеющие заряда частицы — фотоны, кванты, нейтроны — уносят энергию из пылающего шнура . Обладающая фантастической теплопроводностью плазменная струя внезапно остывает. Но больше всего неприятностей доставляет неустойчивость плазмы. [c.182]

И все-таки осада развивается успешно. Растут достигнутые температуры. На советских установках они превышают уже 100 ООО ООО градусов Удается побеждать и неустойчивость. В 1963 году жизнь плазменного шнура в установке довели до сотых долей секунды. Это совсем не так уж мало Ученые во всем мире высоко оценили это достижение советской пауки. [c.182]

Однако существует довольно простой способ избежать всех трудностей, связанных с электродами. Достаточно ведь согнуть цилиндрическую трубку так, чтобы плазменный шнур образовал замкнутую петлю, а вместо электродов использовать своеобразный трансформатор, запускающий электрический ток в плазме, используя эту петлю как вторичную свою обмотку, состоящую из одного витка [c.110]

Для обеспечения устойчивости плазменного шнура на наружной поверхности камеры размещаются магнитные катушки 2, создающие сильное магнитное поле, силовые линии которого параллельны току в плазме. В результате взаимодействия двух магнитных полей образуется коаксиальное магнитное поле со спиральными силовыми линиями 7. Оболочка-проводник удерживает плазменный шнур от расширения вдоль большого радиуса тора. Окно 3 предназначено для измерения параметров плазмы. [c.258]

Определ. информацию о плазменном шнуре дают его индуктивные и ёмкостные свойства. [c.606]

Динамика плазмы исследуется с помощью скоростной оптической развёртки и регистрации излучения электронно-оптич. преобразователями. При исследованиях плазмы в магн. поле применяются магн. зонды — малые катушки индуктивности, расположенные обычно на периферии плазменных объектов и ориентированные в разных направлениях. По колебаниям магн. потока, пронизывающего катушки, судят о перемещениях плазменного шнура. [c.606]

Среди др. методов Н. п. в токамаках используют также адиабатич. сжатие плазменного шнура (обычно оно осуществляется как по большому, так и по малому радиусу) и нагрев НЧ-колебаниями ю < шд,). [c.237]

Рис. в. Токамак. Токи, текущие в проводящем кожухе, препятствуют смещению плазменного шнура. [c.596]

Равновесие. При помещении плазмы во внеш. магн, поле его взаимодействие с электрич. токами, неизбежно возникающими в плазме, находящейся в магн. поле, или специально возбуждаемыми в ней, может уравновесить градиент давления плазмы во всём её объёме (см. Равновесие плазмы, Магнитные ловушки). Цилиндрич. плазменный шнур, опирающийся торцами на электроды, может быть уравновешен в радиальном направлении собств. магн. полем В пропускаемого по нему электрич. тока J (пинч-эффект). Уравновешивание плазмы по всем направлениям собств. магн. полем невозможно. Это следует из интегральной теоремы вириала [c.212]

Аналогичные трудности возникают и во многих других исследованиях, посвященных освобождению термоядерной энергии в управляемом процессе. Пока еще трудно сказать, когда будет решена эта задача. Сложных нерешенных проблем еще очень много. Мы не имеем возможности даже касаться их в настоящей книге (тем более, что физика плазмы и не является разделом ядерной физики) и отсылаем интересущихся к специальной и научно-популярной литературе . Отметим только, что в 1963 г. опубликованы очень обнадеживающие результаты, полученные в СССР в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова. Группе физиков, работающих под общим руководством Л. А. Арцимовича, удалось получить плазму с температурой 40- 10 ° и плотностью 10"> частиц/см и сохранить ее в течение сотых долей секунды (до 0,06 сек) в объеме, равном нескольким десяткам литров. Этот успех был достигнут благодаря использованию магнитной ловушки с комбинированными магнитными полями, напряженность которых растет во все стороны от местонахождения плазменного шнура. [c.483]

Пока основные работы ведутся на установках Токамак (тороидальная камера в магнитном поле), предложенных советскими учеными. В тороидальной камере создается плазма из впрыснутого газообразного дейтерия при сравнительно невысоком давлении. Эта камера одета на ярмо трансформатора, и в ней индуктируется кольцевой ток, который, ионизуя дейтерий, образует плазму и удерживает ее от соприкосновения со стенками с по-лющью собственного магнитного поля. Удержание плазмы обеспечивается тем, что силовые линии магнитного поля направлены перпендикулярно току и охватывают плазменный виток. Кроме того, ток, протекая по плазме, нагревает ее. Однако сам по себе такой плазменный виток с электрическим током неустойчив. Для придания ему устойчивости на поверхность камеры надеваются катушки, создающие большое магнитное поле, напряженность которого во много раз превышает напряженность поля, создаваемого током, а силовые линии параллельны току в плазме. Это магнитное поле придает жесткость всему плазменному шнуру с протекающим по нему током. Недавно введена в строй экспериментальная термоядерная установка Токамак-10 , завершающая долговременную программу разработок и исследований, проводимую в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова [31]. На подобных установках достигнута температура электронов порядка 20—30 млн. К и температура ионов около 7 млн. К при концентрации плазмы (3—5)-101 см со временем удержания в течение 0,01—0,02 с. [c.165]

Уже более десяти лет ирашло с тех пор, как возникла смелая идея советских ученых, академиков А. Сахарова и И. Тамма использовать для изоляции плазменной струи электромагнитное поле. Тысячи раз ставились опыты, Кольца электромагнитного поля устремлялись к центру, сжимая, уплотняя дейтерий. Давление в плазменном шнуре вырастало в миллионы раз. Под влиянием этого давления плазма начинала расширяться, раздвигая упругие кольца электромагнитного поля. Шнур плазмы начинал пульсировать. Процесс оказывался неустойчивым. [c.182]

Рис. 37. Примеры неустойчи-востей плазменного шнура а — сужение, б — изгибание (1 — силовые линии магнитного поля 2 — плазма)

Равновесные МГД-конфигурации могут обладать избытком свободной энергии в виде энергии магн. поля и энергии теплового расширения плазмы. Это т. н. к о н-фигурационный избыток свободной энергии. Высвобождение избытка энергии магн. поля при перестройке конфигурации является источником наиб, быстро развивающейся разновидности МГД Н. п. Примером может служить токовая неустойчивость плазменного шнура, сжатого магн. полем протекающего по нему тока (наблюдается при пинч-эффекте). Наиб, радикальным методом стабилизации конфигураций подобного типа является наложение достаточно сильного продольного магн. поля Дц > Д(рХ /2лг, где Яф — магн. поле собств. тока г — радиус плазменного шнура, — продольная длина волны возмущения. Высвобождение конфигурац. избытка энергии при тепловом расширении плазмы связано с желобковой неустойчивостью, к-рая представляет собой возмущения в виде вытянутых вдоль силовых линий магн. поля языков, расширяющихся поперёк силовых линий в сторону ослабевающего магн. поля. Возмущения подобного типа приобретают характер перестановок целых элементарных силовых трубок магн. поля, заполненных плаз-мбй. Желобковая Н. п. является МГД-аналогом конвективной неустойчивости в обычной гидродинамике. [c.346]

Магн. поле тока отжимает плазменный кана.т от стенок разрядной камеры, и образуется изолиров. токовый шнур — пинч. Само магн. поле сосредоточено в пристеночном вакуумном зазоре между пинчем и стенкой, тем самым создаются условия для магн. термоизоляции высокотемпературной плазмы. Линии магн. поля параллельны поверхности пинча, и вылетающие из плазмы заряж. частицы движутся поперёк магн. поля, процесс диффузии плазмы (и перенос тепла) на стенку существенно замедляется характерная длина — свободный пробег частиц Я заменяется на ларморовский радиус р = ети1В, к-рый, в зависимости от величины магнитного поля В, меньше Я на несколько порядков величины. [c.587]

Для токамаков применяют критерий Крускала — Шафранова в виде д — аВ ЯВ > 1, где Я и я — большой и малый радиусы тороидального плазменного шнура. Величину д называют запасом устойчивости. Наиб, общим магнитогидродинамич. критерием устойчивости произвольного равновесного сгустка П. является т. н. энергетич. принцип, выражаемый условием Я < 0, к-рое содержит вторую производную по времени от полной кинетич. энергии И. К = Предпола- [c.596]

Кроме использования геом. свойств магн. поля для С. н. п. широко применяются активные методы воздействия на плазму. К ним относятся 1) поддержание благоприятных для устойчивости плазмы профилей тока, темп-ры, давления с помощью локального подогрева плазмы, напр. при резонансном поглощении ВЧ-волн, путём локальной генерации тока СВЧ-методами, поддува газа на край плазмы, инжекция крупинок вещества, из к-рого создаётся плазма, в центр плазменного шнура и т. п. 2) подавление неустойчивостей системой автоматич. управления (метод обратных связей) 3) управление ф-цией распределения заряж. частиц по скоростям, напр. варьированием ВЧ-мето-дов нагрева, при к-рых эвергвя вкладывается преим. в продольную или поперечную степень свободы частиц, [c.657]

Операционные пределы. Магн. поле Т, достаточно хорошо удерживает высокотемпературную плазму, но только в определённых пределах изменения её параметров. Первые 2 ограничения относятся к току плазмы 1р и её ср. плотности п, выраженной в единицах числа частиц (электронов или ионов) в 1 м . Оказывается, что при заданной величине тороидального магн. поля ток плазмы не может превышать нек-рого предельного значения, иначе плазменный шнур начинает извиваться по винтовой линии п в конце концов разрушается развивается т. к. неустойчивость срыва тока. Для характеристики предельного тока используется коэф. запаса q по винтовой неустойчивости, определяемый соотношением q = 5B a jRIp. Здесь а — малый, R — большой радиус плазменного шнура, —тороидальное магн. поле, 1р — ток в плазме (размеры измеряются в метрах, магн. поле — в теслах, ток — а МА). Необходимым условием устойчивости плазменного шнура является неравенство >1, к-рое наз. критерием Кру-скала — Шафранов а. Эксперименты показывают, что надёжно устойчивый режим удержания достигае1Ся лишь при значениях q 2. [c.120]

Кроме этих объёмных колебаний существуют. моды колебаний, локализованные на границе плазменного шнура. Эти моды очень чувствительны к состоянию плазмы на самой периферии, их поведение усложнено атомарными процессами. Внеш. и bhvi р. моды колебаний могут сильно влиять на процессы переноса тепла и частиц, они приводят к возможности перехода плазмы из одного режима маги, термоизоляции в другой и обратно. Если в плазме Т, распределение частиц по скоростям сильно отличается от распределения Максвелла, то возникает возможность для развития кинетич, неустойчивостей. Напр., при рождении большого кол-ва убегающих электронов развивается т. н. веерная неустойчивость, приводящая к трансформации продольной энергии электронов в поперечную. Кинетич. неустойчивости развиваются также при наличии ионов с высокой энергией, возникающих при дополнит, нагреве плазмы, [c.120]

Равновесие тороидального плазменного шнура круглого сечения с малым а и большим R радиусами при наличии тороидального поля внутри и вне плазмы (системы то амак и пинч с обращённым магн. полем ) описывается условиями равновесия по малому и большому радиусам тора [c.212]

Смотреть страницы где упоминается термин Шнур плазменный : [c.576] [c.330] [c.332] [c.482] [c.592] [c.592] [c.283] [c.181] [c.109] [c.111] [c.230] [c.258] [c.30] [c.677] [c.588] [c.588] [c.600] [c.132] [c.424] [c.120] [c.163] [c.212]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...