ТОКОВЫЕ СЛОИ


ТОКОВЫЕ СЛОИ
ТОКОВЫЕ СЛОИ

-слои в хорошо проводящей плазме, разделяющие магн. поля разл. направленности. Скачок магн. поля ведёт к возникновению тонкого слоя электрич. тока. В результате происходящего в слое пересоединения магн. силовых линий меняется топология магн. поля, что сопровождается переходом его энергии в тепло, излучение, энергию магнитогидродинамич. течений и ускоренных частиц.

Частным случаем Т. <е. является нейтральный токовый слой, разделяющий противоположно направленные магн. поля. Однако для образования нейтрального T. с. необходима слишком высокая симметрия источников поля, поэтому в реальных условиях космич. и лаб. плазмы формируются т. н. не-нейтральные - содержащие ненулевые поперечную B| и продольную B|| компоненты магн. поля Т. <е. (рис.; B| и B|| - соответственно у- и z-компоненты поля). Др. словами, для образования T. с. достаточно лишь одной пары пересоединяющихся компонент поля, B0. Строго говоря, любой T. с. конечной ширины не-нейтра-лен, однако физика процесса пересоединения меняется лишь для достаточно больших значений В | и B||.

5022-17.jpg

Не-нейтральный токовый слой (симметричная половина не показана). Vd - скорость втекания плазмы в токовый слой.


Плазма вытекает из слоя с альвеновской скоростью V0 через эфф. сечение, пропорциональное xb, где x, = В |0, b - полуширина T. с. Поэтому наличие поперечной компоненты B|>(a/b)B0. существенно увеличивает охлаждение слоя тепловыми потоками и потоками плазмы вдоль силовых линий ( а - полутолщина Т. <е.). Скорость выделения энергии в таком слое гораздо больше, чем в нейтральном. Поперечная компонента стабилизирует тиринг-неустойчивость Т. <е., а значит, увеличивает величину магн. энергии, к-рая может быть накоплена в слое.

Пересоединение практически всегда происходит в присутствии продольного поля B||, совпадающего по направлению с электрич. полем E0. Сжатие плазмы внутри слоя сопровождается усилением В ||. Это, с одной стороны, препятствует увеличению плотности плазмы, а с другой - приводит к появлению электрич. тожа, циркулирующего в поперечном сечении слоя. В условиях конечной проводимости этот ток диссипирует, приводя к дополнит. джо-улеву нагреву плазмы. Кроме того, продольная компонента удерживает в T. с. быстрые заряж. частицы, способствуя их ускорению электрич. полем.

Свойства T. с. с ненулевыми В | и В || позволяют истолковать магнитосферные суббури, вспышки на Солнце и др. звёздах как процесс быстрого магн. пере соединения. Пересоединение в не-нейтральных T. с. экспериментально проявляется, в частности, в ловушках типа токамак.

Лит.: Кадомцев Б. Б., Перезамыкание магнитных силовых линий, "УФН", 1987, т. 151, с. 3; Проблемы физики солнечных вспышек. M., 1988; Sоmоv В. V. (ed.), Fundamentals of cosmic electrodynamics, Dordrecht-[a. o. ], 1994; см. также лит. при ст. Нейтральный токовый слой, Пересоединение. Ю. Э. Литвиненко.

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


.

Смотреть что такое "ТОКОВЫЕ СЛОИ" в других словарях:

  • МАГНИТНАЯ ГИДРОДИНАМИКА — наука о движении электропроводящих газов и жидкостей во взаимодействии с магн. полем. При движении электропроводящей среды (газа, жидкости), находящейся в магн. поле, в ней индуцируются электрич. поля и токи, на к рые действует магн. поле и к рые …   Физическая энциклопедия

  • МАГНИТНАЯ ГИДРОДИНАМИКА — наука о движении электропроводящих жидкостей и газов в присутствии магнитного поля; раздел физики, развившийся на стыке гидродинамики и классической электродинамики. Характерными для М. г. объектами явл. плазма (настолько, что М. г. иногда… …   Физическая энциклопедия

  • Магнитная гидродинамика — (МГД)         наука о движении электропроводящих жидкостей и газов в присутствии магнитного поля (См. Магнитное поле); раздел физики, развившийся «на стыке» гидродинамики (См. Гидродинамика) и классической электродинамики (См. Электродинамика).… …   Большая советская энциклопедия

  • ПЕРЕСОЕДИНЕНИЕ — магнитных полейв плазме физ. процесс, связанный с высвобождением запасов магн. энергии …   Физическая энциклопедия

  • ПРИСТЕНОЧНАЯ ПРОВОДИМОСТЬ — электронная проводимость разреженной замагниченной плазмы поперёк маги, поля, обусловленная столкновениями электронов не с тяжёлыми частицами (атомами, ионами) в объёме, а столкновениями с поверхностями (стенками), пересекающими магн. силовые… …   Физическая энциклопедия

  • НЕЙТРАЛЬНЫЙ ТОКОВЫЙ СЛОЙ — слой тока высокой плотности, имеющий конечную толщину l и разделяющий две плазменные области с противоположно направленными магн. полями; в ценре H. т. с. магн. поле равно нулю. Понятие H. т. с. возникает в гидро динамич. моделях пересоединения… …   Физическая энциклопедия

  • Методы электроаналитической химии — Содержание 1 Методы электроаналитической химии 2 Введение 3 Теоретическая часть …   Википедия