ТЕРМОИЗОЛЯЦИЯ МАГНИТНАЯ


ТЕРМОИЗОЛЯЦИЯ МАГНИТНАЯ
ТЕРМОИЗОЛЯЦИЯ МАГНИТНАЯ

-радикальное снижение теплопереноса высокотемпературной разреженной плазмы при помещении её в сильное магн. поле. Т. м. была предложена в 3950 А. Д. Сахаровым и И. Е. Таммом для осуществления непрерывной реакции синтеза лёгких ядер (изотопов водорода) в магн. термоядерном реакторе. Принцип Т. м. используется во всех магнитных ловушках для осуществления управляемого термоядерного синтеза (УТС).

В основе Т. -м. лежит ограничение движения составляющих плазму заряж. частиц (электронов и ионов) в направлении, поперечном к магн. полю В, за счёт силы Лоренца. В результате траектории частиц выглядят как спирали, обвивающие магн. силовые линии, и если бы частицы не испытывали столкновений (точнее, кулоновского взаимодействия между собой), то Т. м. в магн. ловушках была бы идеальной. Но при большой частоте столкновений v, значительно превосходящей циклотронную частоту w В = еВ/т вращения частицы (с зарядом е и массой т )вокруг магн. силовой линии, когда ср. длина свободного пробега частицы l=u/v (u- ср. тепловая скорость) много меньше ср. радиуса спирали r в5017-4.jpgu./ w В (ларморовский радиус), магн. поле практически не влияет на траекторию частиц и Т. м. отсутствует. Т. м. становится эффективной при l/rB =w В/v>> 1.

Согласно законам диффузии, коэф. температуропроводности c = D2v, а энергетич. время жизни плазмы т, характеризующее темп выноса энергии из плазмы за счёт диффуз. процессов, определяется ф-лой

5017-5.jpg

где D - ср. смещение частицы в результате столкновения. В направлении, поперечном магн. полю, ср. смещение D| = rB -5017-6.jpg/w В, тогда как в отсутствие магн. поля (или вдоль поля) D = l = u/ v. Таким образом, "классическое" время жизни плазмы, находящейся в магн. поле, в (w В/v)2 раз больше, чем без магн. поля. Это отношение для ионов дейтерия составляет ~ 109 B2 T3/n20 (магн. поле выражается в теслах, темп-pa - в кэВ, плотность ионов - в единицах 1020 м -3). В условиях термоядерного реактора в этих единицах В~5, Т~105017-7.jpg30, n~1. Для электронов численный коэф. в ф-ле равен 5017-8.jpg4 · 1012.

Реальный теплоперенос в магн. ловушках оказывается существенно выше классического по двум причинам. Во-первых, кривизна магн. силовых линий в магн. ловушках приводит к дрейфу заряженных частиц. В результате дрейфа отклонение траекторий тех частиц, к-рые совершают многократные отражения от неизбежных в магн. ловушках областей макс. напряжённости магн. поля (магн. пробок), оказывается значительно больше ларморовского радиуса, D>>rB. Результирующие "неоклассич." коэф. температуропроводности и диффузии, зависящие от геометрии системы, строго рассчитываются в неоклассич. теории переносов (см. Переноса процессы в плазме).

Вторая и гл. причина ухудшения Т. м.-неизбежные неустойчивости плазмы, к-рые в лучшем случае приводят к подстройке профилей темп-ры и плотности плазмы к устойчивым распределениям. Такой процесс самоорганизации плазмы сопровождается повышением темпа потерь частиц и энергии, тем более высоким, чем менее согласовано распределение источников выделения частиц и тепла в объёме плазмы с устойчивыми профилями плотности и темп-ры. Этот турбулентный процесс описывается полу-эмпирич. коэф. теплопроводности и диффузии или глобальными зависимостями т от параметров плазмы, магн. системы, мощности нагрева и т. п. Как показали многолетние эксперим. исследования, путём подбора оптимальных условий можно добиться Т. м., достаточной для техн. реализации магн. термоядер, реактора. В. Д. Шафранов.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "ТЕРМОИЗОЛЯЦИЯ МАГНИТНАЯ" в других словарях:

  • ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ — термоядерный синтез, реакция слияния легких атомных ядер в более тяжелые ядра, происходящая при сверхвысокой температуре и сопровождающаяся выделением огромных количеств энергии. Ядерный синтез это реакция, обратная делению атомов: в последней… …   Энциклопедия Кольера

  • Ячейка с алмазными наковальнями — Схема ячейки с алмазными наковальнями Наиболее доступным и компактным оборудованием для экспериментов in sit …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.