等离子体形状控制

✍ dations ◷ 2025-12-06 22:35:57 #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

  • 光敏素结构 / ECOD光敏素(英语:phytochrome)是植物体内的一种色素,成分为蛋白质,分为钝化型(proteinred, Pr)和活化型(proteinfar-red, Pfr)两种型态,分别吸收红光和远红光而互相转换。植物
  • span style=color:black;梅克伦堡-前波美拉尼亚/span梅克伦堡-前波美拉尼亚(德语:Mecklenburg-Vorpommern)是德国东北部的一个州。它是由原梅克伦堡约三分之二的区域以及普鲁士时期的波美拉尼亚西部,还有普利希尼茨的一小部分地区
  • 俗离山俗离山国立公园(朝鲜语:속리산국립공원/俗離山國立公園 Songnisan Gungnip Gongwon */?)是位于韩国忠清北道报恩郡、槐山郡与庆尚北道尚州市的山岳型国立公园。1970年3月24日
  • 公民权利公民权利和政治权利(英语:Civil and political rights)旨在保护个人政治自由免受政府和私人组织的侵犯,保障个人能够参与国家的公民和政治生活,享有平等的权利,不受歧视或政治压迫
  • 猎官制猎官制(英语:spoils system),又称分赃制度,是以政治背景进行公职任命。特别盛行在已发展政党政治的19世纪的美国,因选举而政权政党轮替之际,不分中央、地方的公务员悉数变更为新政
  • 清双唇塞音清双唇塞音是辅音的一种,用于一些口语中。清双唇塞音在国际音标的符号是⟨p⟩,X-SAMPA音标的符号则是⟨p⟩。在有浊双唇塞音/b/的语言中,百分之十缺少/p/。这种差异出现在撒哈
  • 真正的男人第一季: 2013年4月14日 (2013-04-14)-2015年3月8日 (2015-03-08) 第二季: 2015年3月8日 (2015-03-08)-2016年11月27日 (2016-11-27)《真正的男人》(韩语:진짜 사나이;英语:Real
  • 济公 (消歧义)济公,世称“济公活佛”,原名李修缘(一名李心远),出家改称道济,据说是降龙罗汉转世。也可能是指:
  • 葡萄风信子属见本文。 Kostel.葡萄风信子属(学名:)又称蓝壶花属、串铃花属,是天门冬科的落叶草本植物,原产于欧亚大陆,花密集生长,玲壶形,多为蓝色,也有白色栽培种,花期为春季,开花时外形像一串串葡
  • 金汝嘉金汝嘉(1574年-?年),字无美,号赤城,南直隶苏州府吴县人,直隶苏州府长洲县民籍,明朝官员。万历三十八年庚戌科第二甲第二十六名进士。刑部观政,授刑部贵州司主事,升员外郎,改南京兵部职方