|
Рассмотрим систему из двух ловушек с магнитными пробками, соединенных соленоидом, который создает относительно слабое однородное поле. Предположим, что в обе ловушки инжектируются мощные пучки быстрых атомов водорода, в результате чего они заполняются достаточно плотной плазмой. Средняя энергия ионов в плазме близка к энергии инжектируемых атомов, а температура электронов составляет примерно 0,1 этой энергии. (Так как ионы за время жизни в ловушке испытывают лишь одно столкновение, их распределение по скоростям не является равновесным и поэтому нельзя говорить о температуре ионов. Электроны, напротив, испытывают много столкновений, и функция распределения их скоростей близка к максвелловской, при этом температура определяется нагревом электронов в столкновениях с ионами.) Ионы в ловушке удерживаются за счет сохранения их магнитного момента и его взаимодействия с магнитными пробкми, электроны — пространственным зарядом ионов. Поэтому в крайних ловушках возникнут "облака" нескомпенсированного ионного заряда и потенциал плазмы в них относительно стенок камеры станет положительным. Значение этого потенциала в 3—4 раза выше температуры электронов.
Если теперь в центральном соленоиде тем или иным способом создать плазму, то вдоль магнитного поля через торцевые ловушки смогут пройти лишь ионы с энергией, превышающей потенциальную энергию ионного заряда крайних ловушек. Крайние ловушки будут служить как бы электростатическими пробками. Конечно, если сделать источник плазмы в централь
Амбиполярная магнитная ловушка и аксиальные распределения магнитной индукции В, плотности плазмы п и электрического потенциала в ней if. Плотность быстрых ионов rij в крайних ловушках задается и поддерживается на требуемом уровне мощной внешней инжекцией быстрых частиц:
1 крайние ловушки; 2 соленоид; tp глубина потенциальной ямы для электронов; Ду5 глубина потенциальной ямы для ионовном соленоиде слишком интенсивным, то электроны этой плазмы скомпенсируют избыточный ионный заряд в крайних ловушках и разрушат электростатическую пробку. Однако, поддерживая плотность плазмы в центральном соленоиде на более низком уровне по сравнению с крайними ловушками, можно добиться, чтобы между центром и краями такой системы установилась строго определенная разность потенциалов, пропорциональная произведению температуры электронов на логарифм отношения плотностей плазмы в крайних ловушках и в соленоиде. При этом электроны являются "общими" для всех трех частей системы и будут удерживаться в общей электростатической потенциальной яме, создаваемой ионным зарядом крайних ловушек.
|
