等离子体形状控制

✍ dations ◷ 2025-11-24 21:20:07 #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

  • 秋水仙碱秋水仙素(英语:Colchicine)是最初萃取于百合科植物秋水仙的种子和球茎的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状晶体,有剧毒。最先用于治愈风湿病和痛风,但是它的泻药及促进呕
  • 棉花糖棉花糖泛指具棉花质感的糖果,具体可以指:在音乐方面,棉花糖可以指:
  • 高锰酸盐高锰酸盐是高锰酸所形成的盐,含有四面体型的高锰酸根离子—MnO4−,其中锰的氧化态为+7,有强氧化性。高锰酸钾是最重要的高锰酸盐,为紫红色的针状晶体。酸性溶液中,高锰酸根离子被
  • 乌尔巴克齿龙乌尔巴克齿龙(学名:Urbacodon)是伤齿龙科恐龙的一属,是种肉食性恐龙。乌尔巴克齿龙生存于上白垩纪早期的乌兹别克,约9500万年前。模式种是依特米乌尔巴克齿龙(U. itemirensis),是由A
  • 马特奥·曼纳塞罗马特奥·曼纳塞罗(Matteo Manassero,1993年4月19日-)是意大利的一位高尔夫球运动员。他参加欧巡赛的赛事。他是迄今为止获得欧巡赛冠军球手中最年轻的选手。
  • 哈斯汀法学院加利福尼亚大学哈斯汀法学院(University of California, Hastings College of the Law)是一所自1878年起在美国加州旧金山创设的法学院,附属于加州大学系统,也是其系统五所法学
  • 司马中原司马中原(1933年2月2日-),本名吴延玫,原籍江苏淮阴,生于南京,是台湾作家、绘本作家,有“鬼故事大师”的称号。司马中原本籍江苏淮阴。1948年即以15岁年纪加入青年军并参与国共内战,未
  • 美国陆军国民警卫队陆军国民警卫队(英语:Army National Guard, ANG)是美国各个州、哥伦比亚特区、波多黎各、关岛、美属维尔京群岛的陆军民兵组织及美军的预备队。它与美国空军国民警卫队共组成美
  • 低等动物低等动物即“高等动物”的对称。在动物学中,与高等动物无明确的界限。一般指体制简单,组织及器官分化不显著,不具有脊椎的动物,如环节动物。
  • 伦古乡坐标:58°9′N 26°15′E / 58.150°N 26.250°E / 58.150; 26.250伦古乡(爱沙尼亚语:Rõngu vald),是爱沙尼亚的一个乡,位于该国东南部,由塔尔图县负责管辖,首府设于伦古,面积164平