Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Стабилизация плазмы возможна также средним минимумом В, нлн средней магн. ямой,
Здесь L — длина тора, равная для круговых систем 2пЛ, R — радиус тора, а — ср. раднус сечеиия нек-рой магн. поверхности в торе, р. — вращательное преобразование, определяющее число оборотов маги, силовых линий по малому обходу тора, приходящееся иа один обход вдоль тора, q — 1/р, — безразмерный параметр, характеризующий шаг силовой линии. В потоковых координатах о, в? (Cm. Тороидальные системы) магн. силовые линии являются прямыми и имеют разный наклон на поверхностях с широм s ^ О (рис. 1). Возникающая при развитии неустойчи-
Рис. 2. Стабилизация магнитной ямой в открытых ловушках: а — выпуклые магнитные силовые линии и магнитный бугор в осесимметричной ловушке с магнитными пробками; б — открытая магнитная лопушка с вогнутыми магнитными силовыми линиями и магнитной ямой; в — схема обмотки для создания ловушки с магнитной ямой, в которой стержни Иоффе объединены в единую обмотку бейсбольного типа.
при знакопеременной кривизне магн. силовых линий, т. н. из-за высокой электропроводности плазмы стабилизирующее влияние вогнутых участков силовых линий распространяется иа всю магн. трубку. Это позволяет сделать плазму устойчивой в осесимметричной отирытой ловушке, а также и в тороидальных системах, используя вогнутость маги, силовых лиинй с большем шагом h ~ L иа виутр. стороне тора. Для создания ср. магн. ямы нужно сместить маги, ось с помощью поперечного магн. поля н виеш. обводу тора в область ослабленной напряжённости тороидального магн. поля (рис. 3). В токамаке это происходит автоматически, в результате во втором слагаемом в критерии (2) появляется множитель (1—ф). В нек-рых условиях для углубления магн. ямы в тороидальных системах достаточно смещения магн. оси из-за наличия градиента давления плазмы (эффект самостабилизацни плазмы). При этом область устойчивости с повыш. давлением может быть отделена от области устойчивости с низким давлением плазмы (2-я и 1-я зоны устойчивости).
Рис. 3. Образование средней магнитной ямы в тороидальных системах с q > 1: на наружном обводе тора (а) магнитная силовая линия выпукла (участок I), на внутреннем — вогнута (участок 2). Вклад вогнутого участка тем больше, чем больше магнит-ная ось смешена к внешней стороне тора. Этому способствует создание D-образной (б) или бобообразной (в) усреднённых форм поперечного сечения магнитной поверхности.
Кроме использования геом. свойств магн. иол я для С. н. п. широко применяются активные мето-д ы воздействия иа плазму. К иим относятся: 1) поддержание благоприятных для устойчивости плазмы профилей тока, темп-ры, давления с помощью локального подогрева плазмы, иапр. при резонансном поглощении ВЧ-воли, путём локальной генерации тока СВЧ-методами, поддува газа на край плаамы, инжекции крупинок вещества, из к-рого создаётся плазма, в центр плазменного шнура и т. п.; 2) подавление неустойчивостей системой автоматич. управления (метод обратных связей); 3) управление ф-цией распределения заряж. частиц по скоростям, иапр. варьированием ВЧ-мето-дов нагрева, при н-рых энергия вкладывается преим. в продольную или поперечную степень свободы частиц,
ф 42 Физическая энциклопедия, т. 4
СТАБИЛИЗАЦИЯ;
либо непрерывной инжекцией пучка ускоренных атомов, создающих после ионизации их в плазме популяцию частиц с определ. распределением по скоростям. Такое воздействие на ф-цию распределения позволяет осуществлять контроль за нек-рыми кинетич. неустойчивостями.
При нек-рых условиях С. н. п. может осуществляться самопроизвольно как переход в энергетически более выгодное состояние, когда вследствие развития неустойчивости происходит подстройка процессов переноса частиц и энергии таким образом, чтобы реализовывались устойчивые распределения тока, темп-ры и т. д. Такая самоорганизация плазмы иаиб. отчётливо проявляется в токовых системах — то ка маках и пинчах с обращённым маги, полем.
Jlum.: Арцимович Л. А., Сагдеев Р. 3., Физика плазмы для физиков, М., 1979; Основы физики плазмы, под ред. А. А. Галеева, Р. Судана, т. 1, М., 1983; КадомцевБ.Б., Коллективные явления в плазме, М., 1998. В. Д. Шафранов.
СТАБИЛИЗАЦИЯ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ — поддержание заданного значения напряжения (или тока) при изменении сопротивления нагрузки, напряжения питания и т. п. Для С. т. и и. обычно применяются электронные устройства. Напряжение (ток) нагрузки слабо зависит от её импеданса, если внутр. сопротивление источника напряжения (тока), подключённого к нагрузке, намного меньше (больше) сопротивления этой нагрузки (рис. 1). Для этой цели в простейших
Источник питания
у I I
г «и Ґ
—
Як
пр"
Рис. І. Hu — сопротивление нагрузки, Rf, E — внутреннее сопротивление и напряжение источника питания; Ua, Iu — на* пряжение и ток нагрузки.
стабилизаторах напряжения (CH) служит эмиттерный повторлтель напряжения, а в стабилизаторах тока (CT) нагрузка включается в цепь коллектора транзистора биполярного или в цепь стока полевого транзистора. В более сложных стабилизаторах используется отрицат. обратная связь. Напряжение иа нагрузке (или напряжение, пропорциональное току в нагрузке) сравнивается с заведомо стабильным, т. и. опорным, напряжением, и усиленный сигнал рассогласования подаётся на элемент, непрерывно регулирующий напряжение (ток) нагрузки таким образом, чтобы уменьшить сигнал рассогласования до нуля (рис. 2). Точ-
