等离子体形状控制

✍ dations ◷ 2025-12-05 05:40:52 #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

  • 人格疾患人格障碍(英语:personality disorders),或人格(性格)疾患/异常/违常。是精神疾病中,对于一群特定拥有长期而僵化思想及行为病患的分类。这类疾患常可因其人格和行为的问题而导致社会
  • 尺子尺子又称尺、间尺,是用来画线段(尤其是直的)、量度长度的工具或仪器。在尺规作图中,尺被视为可画无穷长的直线的工具。尺上通常有刻度以量度长度。有些尺更在中间留有特殊形状如
  • 有机肥料肥料是任一天然或合成的一种或多种植物成长发育所必需的营养元素,约30%~50%的作物产量增加是来归因于天然或无机化学合成的商业肥料。市面上出售的肥料种类及品牌极多,依成分
  • 斋菜斋食,现在往往是素食的代称。原本指的是过午不食,过午不食从字面理解就是过了中午或午时(上午11时到下午1时)直到次日黎明都不再进食了。最早来源于佛教,是释迦佛为出家比丘制定
  • 阴茎切除术阴茎切除术是指通过手术手段切除阴茎留下睾丸与阴囊等性器官之后再造新的尿道口,虽然对男人的性征,性欲几乎不会影响。但是此后只能蹲式排尿或坐式排尿,而且比一般男性更会尿道
  • 阁罗凤阁罗凤(712年-779年),一作觉乐凤和阁逻凤,皮罗阁长子,南诏第二代国王,748年至779年在位,谥神武王。阁罗凤即位后,向东方发展势力,消灭爨人政权,完全控制今中国云南地区。他初臣服于中国
  • Fuego (艾勒尼·弗雷拉歌曲)《Fuego》是阿尔巴尼亚裔希腊女歌手艾勒尼·弗雷拉(英语:Eleni Foureira)(Eleni Foureira)于2018年3月2日,由A–P与Panik负责发行的单曲。歌曲代表塞浦路斯参加在葡萄牙里斯本举办
  • 硒鼓硒鼓(英语:toner cartridge)是激光打印机和复印机上的一个可更换部件,由感光鼓、显影辊和墨粉盒三个部分组成,感光鼓上面覆盖一层物质(可以是硒或有机材料),感光鼓带负电,在激光下感
  • 千田琢哉千田琢哉(千田琢哉)是一位日本作家。在爱知县犬山市出生,于岐阜县各务原市长大。东北大学教育学院教育系毕业。目前居住于南青山。
  • 煮雪的人煮雪的人(Zhuxue Deren,1991年-),台湾诗人,生于台北市。2011年1月创办《好烫诗刊》并担任主编。