Проблема устойчивости плазмы

01.11.2021

Проблема устойчивости плазмы — одно из основных направлений исследований в физике плазмы, направленное на поиск условий, при которых то или иное стационарное состояние плазмы является устойчивым по отношению к малым вариациям параметров и характеристик плазмы. Данный круг вопросов обладает особой важностью в связи с проблемой управляемого термоядерного синтеза с использованием магнитоудерживаемой плазмы.

Основным объектом исследования при решении проблемы устойчивости плазмы являются плазменные неустойчивости — круг явлений, которые приводят к нестабильности равновесного состояния плазмы и к её отходу от этого состояния.

Бета — отношение давления плазмы к напряженности магнитного поля.

β = p p m a g = n k B T ( B 2 / 2 μ 0 ) {displaystyle eta ={frac {p}{p_{mag}}}={frac {nk_{B}T}{(B^{2}/2mu _{0})}}}

Стабильность МГД при высокой бета-фазе имеет решающее значение для компактного, экономически эффективного магнитного термоядерного реактора. Плотность термоядерного синтеза изменяется примерно как β N 4 {displaystyle eta _{N}^{4}} в постоянном магнитном поле или как β N 4 {displaystyle eta _{N}^{4}} при постоянной доле начальной загрузки в конфигурациях с внешним плазменным током. (Вот β N = β / ( I / a B ) {displaystyle eta _{N}=eta /(I/aB)} является нормализованной бета-версией.) Во многих случаях стабильность МГД представляет собой основное ограничение на бета-версию и, следовательно, на плотность мощности синтеза. Стабильность МГД также тесно связана с вопросами создания и поддержания определенных магнитных конфигураций, удержания энергии и установившейся работы. Критические проблемы включают понимание и расширение пределов стабильности посредством использования различных конфигураций плазмы, а также разработку активных средств для надежной работы вблизи этих пределов. Необходимы точные прогностические возможности, которые потребуют добавления новой физики к существующим МГД-моделям. Хотя существует широкий спектр магнитных конфигураций, лежащая в основе физика МГД является общей для всех. Понимание стабильности МГД, полученной в одной конфигурации, может принести пользу другим, проверяя аналитические теории,


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: