Физика полностью ионизованного газа - Спитцер Л.
Скачать (прямая ссылка):
Возможны также, конечно, аксиально симметричные поля более общего вида, в которых линии тока и силовые линии магнитного поля не являются окружностями. Если предположить, что в тороидальной плазме, сжимаемой внешним полем, имеется малый ток /о, то состояние равновесия оказывается возможным [3, 18]; силовые линии уже не являются замкнутыми, а возникающие из-за дрейфа токовые дивергенции гасятся токами, параллельными В. Равновесие может быть достигнуто и в отсутствие токов в плазме, если только использовать более сложные внешние поля, не обладающие аксиальной симмет-
160
Глава 4
рией [20]. Такие сложные поля, применяемые в стел-лараторе, важны для устойчивого удержания плазмы, но их рассмотрение выходит за рамки этой книги.
ЛИТЕРАТУРА
Ї. Bennett W., Phys. Rev., 45, 890 (1934).
•2. Bernstein I. В., Frieman Е. A., Kruskal М. D., Kulsrud R., Proc. Roy. Soc., А244, 17 (1958). (Имеется перевод в сборнике: «Управляемые термоядерные реакции», Атомиздат, I960, стр. 226.)
3. Biermann L., Hain К., Jorgens К., Lust R., Zs. Naturforsch., 12а, 826 (1957). (Имеется перевод в сборнике: «Управляемые термоядерные реакции, Атомиздат, I960, стр. 151.)
4. Chandrasekhar S., Kaufman A. N., Watson К. М., Proc. Roy. Soc., А245, 435 (1958).
5. Colgate S. A., Furth H. P., Phys. Fluids, 3, 982
(I960).
6. C h r і s t о f і I о s N. С., Proc. Second United Nations Internat. Conf. on Peaceful Uses of Atomic Energy, Geneva, 1958, V. 32, p. 279. [Имеется перевод в сборнике: «Труды Второй международной конференции по мирному использованию атомной энергии». (Избранные доклады иностранных ученых), т. 1 (Физика горячей плазмы и термоядерные реакции), Атомиздат, 1959, стр. 597.]
7. Curzon F. L., Folkierski A., Latham R., Nation J. A., Proc. Roy. Soc., А257, 386 (I960).
8. Долгов-Савельев Г. Г., Муховатов В. С., Стрелков В. С., Шепелев М. H., Явлинский Н. А., ЖЭТФ,
38, 394 (I960); также опубликовано в сборнике: Proceeding of the Fourth International Conference on Ionization
Phenomena in Gases, Uppsala, Amsterdam, I960, V. II, p. 947.
9. Hain K., Lust R., Schliiter A., Zs. Naturforsh., 12a, 833 (1957). (Имеется перевод в сборнике: «Управляемые термоядерные реакции», Атомиздат, I960, стр. 165.)
10. Kruskal М. D., Johnson J. L., Gottlieb М. В., Goldman L, М., Phys. Fluids, 1, 421 (1958),
Равновесие и устойчивость
161
И. KruskaI М. D., Schwarzschild, Proc. Roy. Soe., А223, 348 (1954). (Имеется перевод в сборнике: «Проблемы современной физики», ИЛ, 1956, № 2, стр. 108.)
12. Kruskal М. D., Tuck J. L., Proc. Roy. Soc., А245, 222 (1958).
13. ParkerE. N., Phys. Rev., 109, 1874 (1958).
14. P о s t R. F., P е г k і n s W. A., Phys. Rev. Lett., 6, 85 (1961).
15. Rosenbluth М. N., Longmire С. L., Ann. Phys., I, 120 (1957). (Имеется перевод в сборнике: «Проблемы современной физики», ИЛ, 1958, № 1, стр. 99.)
16. Сагдеев Р. 3., Кадомцев Б. Б., Рудаков Л. И., Ведено в А. А., см. в сборнике: «Труды Второй международной конференции по мирному использованию атомной энергии». (Доклады советских ученых), т. 1 (Ядерная физика), Атомиздат, 1959, стр. 152.
17. Шафранов В. Д., см. в сборнике: «Физика плазмы и проблемы управляемых термоядерных реакций», т. 2, Издательство АН СССР, 1958, стр. 130.
18. Шафранов В. Д., ЖЭТФ, 33, 710 (1957).
19. Spitzer L., Astrophys. Journ., 116, 299 (1952). (Имеется перевод в сборнике: «Проблемы современной физики», № 2, ИЛ, 1956, стр. 26.)
20. SpitzerL., Phvs. Fluids, 1, 253 (1958).
21. Tayler R. J., Proc. Phys. Soc., В70, 31 (1957). (Имеется перевод в сборнике: «Управляемые термоядерные реакции», «Атомиздат, 1960, стр. 47.)
Глава 5
СТОЛКНОВЕНИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
Если газ находится в состоянии термодинамического равновесия, то столкновения частиц представляют малый интерес, так как они не влияют на состояние газа. Однако, чтобы исследовать неравновесные явления, необходимы количественные данные о процессах столкновений. Следует различать два вида неравновесных состояний. Газ может находиться в состоянии, далеком от равновесного, и желательно знать скорость установления равновесия. Например, проходящий через плазму пучок частиц рассеивается и замедляется, или кинетические температуры электронов и ионов могут быть различными (и тогда эти температуры постепенно выравниваются). Другим видом неравновесных состояний являются установившиеся неравновесные состояния. Примером может служить протекание электрического тока или перенос тепла в газе; для анализа этих явлений используются коэффициенты переноса, такие, как электрическое сопротивление г] и коэффициент теплопроводности (зГ-
В настоящей главе мы будем исследовать эффекты столкновений и применим полученные результаты для изучения этих двух видов неравновесных явлений. Электростатические силы взаимодействия частиц имеют значительно больший радиус действия, чем силы между нейтральными атомами. Поэтому необходимо принимать во внимание не только близкие столкновения между заряженными частицами, которые могут полностью изменить их скорости, но и так называемые далекие столкновения, каждое из которых дает настолько малый эффект, что термин столк-
