В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 13

Пробкотрон Будкера-Постата

Плазма как диамагнетик выталкивается из сильного поля.

или

Частицы плазмы отражаются от магнитных пробок.

В результате в пробкотроне удерживаются частицы (плазма).

Но: существует поток незапертых (пролетных) частиц сквозь пробку

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 13

Удержаниечастицв пробкотронетроне

частица удерживается		мгновенная сила
в пробкотроне, если
υ2 (r)	B(r)	средняя
		сила
υ2 (r) >	Bmax

частица

в области минимума поля:

sinθ	0	=	υ =	Bmin
				B
			υ		конус
				max

потерь

пробочное отношение

R ≡ Bmax Bmin

удержание

вылет

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 13

Дрейфовоедвижениев пробкотронеотроне

Частица быстро осциллирует между пробками и медленно дрейфует в азимутальном направлении

x

z

h

υдр

y

центральная плоскость пробкотрона (показана одна половинка ловушки)

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 13

Удержаниеплазмыв пробкотронетроне

Уход ионов из области удержания в конус потерь и их вылет из ловушки вдоль магнитного поля происходит за время порядка ион-ионного рассеяния:

1				Mi	T 3 2
τii =						i
	π	2		e4Λi		n
где Ti - температура ионов, n – их плотность, Λi - кулоновский логарифм.
Рассеяние электронов и их выход в конус потерь происходит в								M i	раз быстрее
								me

Вследствие этого в плазме возникает электрическое поле, выравнивающее потоки электронов и ионов в пробки, так что она остается квазинейтральной.

Возникающий при этом потенциал принято называть амбиполярным.

Электроны, запертые в потенциальной яме глубиной в несколько температур, имеют изотропное максвелловское распределение по скоростям.

коллективное поле плазмы по-разному влияет на удержание медленных электронов и медленных ионов

ионы

← →

электроны