等离子体形状控制

✍ dations ◷ 2025-11-14 00:21:16 #等离子体物理学

核聚变实验中托卡马克和仿星器产生的磁约束聚变等离子体都会有一个特定的形状。等离子体形状控制是在这些情况下研究等离子体形状的学科,它对于下一代聚变堆(例如国际热核聚变实验反应堆)的研制非常重要。这种形状是等离子体的参数的一部分。轴对称的实验设施,尤其是托卡马克,由于其对称性可以通过其截面来分析。

早期聚变堆的设计为了便于设计和理解,往往有着圆形的截面。一般来说聚变堆会使用环形的布局,例如托卡马克和大多数的仿星器都是如此,这样可以使其等离子中的离子和电子在磁场中绕环面高速运动。然而,靠外侧的等离子走过的路程较内部的更长,从而造成了数种效应,破坏了等离子体的稳定性。

在20世纪60年代,一些不同的方法被用于解决这些问题。通常几个磁场被组合在一起使得设备内的总的净磁场扭曲成一种双螺旋。离子和电子绕着这些路线内外移动,混合在一起并且抑制了几个最显著的不稳定因素。

在20世纪80年代,在这个方向上的进一步研究表明,在外部使用螺旋形且不对成的载流线圈可以带来更好的结果。此后的一系列的实验开始使用“C”和“D”字形的等离子体腔。

通过将一个或几个塑形线圈中的电流加大到足够高,就可以有一个或几个“X点”。“X点”被定义为空间中的切向场强为零的点。与“X点”相交的磁通量表面称为分界面,并且由于该表面外部的所有磁通量表面都是无约束的,分界面定义了LCFS(Last Closed Flux Surface)。以前,通过在等离子体中插入材料限制器来建立LCFS,其将等离子体温度和电势以及其他物理量量固定为等于限制器的量。从LCFS逃逸的等离子体将没有优先方向,可能会损坏设备。通过建立“X点”和分界面,等离子体边缘与容器壁解耦合,同时排出的热量和等离子体粒子将会优先转向容器中“X点”附近的已知区域。

在具有上下对称性的简单情形下,通常使用四个参数来定义等离子体横截面:

通常而言,即没有上下对称的情况下,会有上三角形变和下三角形变。托卡马克可能会有负的三角形变。

相关

  • 乙酰辅酶A乙酰辅酶A(英语:acetyl-CoA)是激活了的乙酸,由乙酰基(CH3CO-)与辅酶A的巯基以高能的硫酯键相连。乙酰辅酶A是脂肪酸的β-氧化及糖酵解后产生的丙酮酸脱羧后的产物。在三羧酸循环的
  • 传说传说(legend)是指在文字尚未发明的时代,人们要对历史纪录,只能够利用口耳相传的方式,因此传说通常不可考证,所描述的事件发生年代远在文字发明前的遥远过去。由于传递者的知识有限
  • 须尔德河斯海尔德河(荷兰语:Schelde)又译斯凯尔特河、须耳德河,也依法语译作埃斯科河(法语:Escaut),发源于法国埃纳省,流经比利时,最终在荷兰注入北海,全长350公里。斯海尔德河流经的主要城市有
  • 郑时龄郑时龄(1941年11月12日-),中国建筑学专家。1941年生于四川成都,原籍广东惠阳。1993年同济大学建筑系研究生毕业,获博士学位。同济大学建筑与城空间研究所教授。2001年当选为中国科
  • 最伟大的美国人《最伟大的美国人》(英语:The Greatest American)是一个2005年由马特·劳尔(英语:Matt Lauer)主持的四集美国电视节目。该节目收集了美国历史上有较大影响力的人物并最终由数百万
  • 何出自姬姓,根据《元和姓纂》记载:“周成王弟唐叔虞裔孙韩王安,为秦所灭,子孙分散,江淮间音,以韩为何,遂为何氏。”即周成王分封其弟叔虞于韩。其孙韩王安,原居韩邑 ( 一说在山西河
  • 茱蒂·嘉兰朱迪·加兰(英语:Judy Garland,1922年6月10日-1969年6月22日),生于美国明尼苏达州,童星出身的美国女演员及歌唱家。1999年,美国电影学会选她为百年来最伟大的女演员第8名。嘉兰45年
  • 中正历《中正历》,《新五代史》作《齐政历》,是中国古代历法,南唐陈承勋编纂,属于阴阳历。南唐烈祖升元四年(940年)三月到四月颁布施行。之前南唐使用唐朝的《崇玄历》,《中正历》内容不
  • Crimson FieldsCrimson Fields是 免费开源回合制策略游戏,深受战岛系列影响。Linux,Windows,Mac OS X,和BeOS其中FreeBSD,OpenBSD,pkgsrc,Debian,Fedora,Mandrake Linux,Red Hat 等都有已经准备好的
  • 迪米特尔·多布雷夫迪米特尔·季米特洛夫·多布雷夫(保加利亚语:Димитър Димитров Добрев,转写:Dimitar Dimitrov Dobrev,1931年4月14日-2019年4月1日),保加利亚古典式摔跤运动员