等离子体形状控制

✍ dations ◷ 2025-04-03 10:56:55 #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

  • 阿尔文·普兰丁格阿尔文·卡尔·普兰丁格(英语:Alvin Carl Plantinga,1932年11月15日-),美国当代著名的基督教哲学家,现任圣母大学John A.O'Brien讲席教授。他的研究领域包括基督教神学、认识论和形
  • American Cancer Society美国癌症协会(American Cancer Society, ACS)是美国的一个致力于消除癌症的全国性的自愿健康组织。美国癌症协会成立于1913年,并在美国分布为十二个地区(包括波多黎各 ),拥有大约9
  • 卡尔·刘易斯卡尔·刘易斯(英语:Carl Lewis,1961年7月1日-)是美国田径运动员,在4届奥运会中获得过9枚金牌,是第一位在海拔低于100米跑进10秒大关的人,2000年被国际田联评选为20世纪最伟大的田径
  • 葡糖脑苷脂葡糖脑苷脂(glucocerebroside、也称:葡糖苷酯酰鞘氨醇(glucosylceramide))是任何在其中的单糖头基为葡萄糖的脑苷脂。他们大多发生在非神经组织和高雪氏症中的异常积聚,其中葡
  • abbr title=Glycine receptorGlyR/abbr甘氨酸受体 (英语:glycine receptor,简写GlyR),是氨基酸类神经传导物甘胺酸的受体。GlyR是借由 氯离子流(英语:inhibitory postsynaptic potential)产生作用的离子通道型受体(英语:i
  • 孔令晟孔令晟(1918年6月18日-2014年9月13日),中华民国陆军中将,孔子后代,中国国民党籍,生于江苏常熟,籍贯山东曲阜。在东吴大学(今苏州大学)附属中学时与蒋纬国同年但不同班,后插班考取省立苏
  • 1-丁炔1-丁炔,化学式C4H6,是一种极易燃的炔烃,无色气体,用于合成某些有机物。可溶于乙醇和乙醚。可二聚生成C2H5C≡CH=CHC2H5或C2H5C≡C-C(C2H5)=CH2。可以发生炔烃的一般反应。叁键碳所
  • 特尔萨米语特尔萨米语(saa´mekiil / са̄мькӣлл)是乌拉尔语系萨米语支最东部的一门语言。特尔萨米语的使用者主要居住在科拉半岛的东北部。现在特尔萨米语被列为濒危语言。2004
  • 恩里科·贝蒂恩里科·贝蒂(Enrico Betti,1823年10月21日-1892年8月11日),意大利数学家。意大利统一后对数学的复兴起重大作用的人之一。曾在比萨大学学习数学,曾参加意大利独立战争,1865年获比
  • 尹子奇尹子奇,唐朝安史之乱燕军将领,官封河南节度使。率精兵十余万围困睢阳;屡败于张巡,还曾被南霁云射瞎一眼。后不断增兵,围城近一载,终于攻破睢阳,张巡等悉为其所杀。后遭陈留百姓杀害