等离子体形状控制

✍ dations ◷ 2024-09-20 08:59:32 #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

  • 黄热病黄热病(法语:la fièvre jaune ; 英语:Yellow Fever, Yellow Jack, Yellow Plague,俗称黄杰克、黑呕,有时又称美洲瘟疫)是一种急性病毒病。症状通常包括发烧、冷颤、食欲下降、恶
  • EngadgetEngadget是一个关于消费电子产品的流行科技博客与播客。该博客曾赢得数个奖项。现时Engadget拥有九个不同网站,全都以各自的员工同时地运作,以各自的语言覆盖全球不同地方的科
  • 开颅手术开颅手术,亦称穿颅术,是颅骨外科手术的一种,指通过机械设备打开患者颅骨,从而进行一些非常规治疗,由于开颅手术的高风险性,例如医生的失误操作导致患者脑损伤,这个手术本身也备受争
  • 终身教育终身教育即是“一辈子的教导培育”。终身是指“一生、一辈子或度过一生”。教育是指“教导培育、施教者对受教者的教导培育”。所以终身教育可以解释为“一种一生一辈子的教
  • 折衷风格折衷主义是指在途径或操作运用上,以不同的理论、方法、风格,拣选其中最佳要素,应用在新的创作中。在艺术或建筑批评的特定脉络场合,意指挪借多种视觉资源来创作新作品。折衷主义
  • 希维斯塔希维斯塔(英语:Hi Vista)是位于美国加利福尼亚州洛杉矶县的一个非建制地区。该地的面积和人口皆未知。希维斯塔的座标为34°44′06″N 117°46′38″W / 34.73500°N 117.77722
  • 肉食性动物肉食性动物是指主要吃肉类的动物,跟草食性动物相较下肉食性动物有较好的立体视觉,其双眼多集中向前。肉食动物也可以吃腐肉或吸血。哺乳纲食肉目的动物大都是肉食性动物,但也有
  • 第二十英勇凯旋军团第二十英勇凯旋军团(拉丁语:Legio XX Valeria Victrix)古罗马军队建制名称。由屋大维于约公元前31年后建立并存在至公元4世纪。该军团在提贝里乌斯带领下参与了公元6年发生的马
  • 格哈特·吕德斯格哈特·吕德斯(德语:Gerhart Lüders,1920年2月25日-1995年1月31日),德国理论物理学家,研究领域主要是量子场论,他知名于CPT定理的发现和一般性证明。这一定理也称为泡利-吕德斯定
  • 切诺基 (阿拉巴马州)切诺基(英文:Cherokee),是美国阿拉巴马州下属的一座城市。面积约为2.22平方英里(约合 5.74平方公里)。根据2010年美国人口普查,该市有人口1,048人,人口密度为472.92/平方英里(约合182