Воздушная нестабильность

Баллонная неустойчивость (также известная как неустойчивость баллонного режима ) — это тип плазменной нестабильности, вызванной внутренним давлением, обычно наблюдаемый в реакторах термоядерного синтеза типа токамак [1] ​​или в космической плазме. [2] Она важна в исследованиях термоядерного синтеза, поскольку определяет набор критериев для максимально достижимого бета-фактора плазмы . [3] Название относится к форме и действию нестабильности, которая действует как удлинения, образующиеся в длинном баллоне при его сжатии. В литературе структура этих удлинений обычно называется «пальцами». [4] [5] [6]

Узкие пальцы плазмы, созданные неустойчивостью, способны ускорять и отталкивать окружающее магнитное поле , чтобы вызвать внезапное, взрывное высвобождение энергии. Таким образом, неустойчивость также известна как взрывная неустойчивость . [7] [8] [9]

Дисперсионное соотношение

Дисперсионное соотношение имеет вид

ω ( ω − ω ∗ п я ) = [ С к ∥ 2 − 2 μ 0 к ∇ П / β 2 ] ( 1 + б я ) В А 2 {\displaystyle \omega (\omega -\omega _{*}pi)=[Sk_{\parallel }^{2}-2\mu _{0}\kappa \nabla P/\beta ^{2}](1+b_{i})V_{A}^{2}} где

С = 1 + н е δ / н е с {\displaystyle S=1+n_{e}\delta /n_{e}c} ,

δ = β е / ( ω ∗ п я − ω ∗ е п ) / 2 ( ω − д я Т − ω ∗ п я ) б я ) / ( ω − ω ∗ е ) − 3 / 2 ( ω − ω ∗ п е ) б я / ( ω − ω − ω ∗ е ) ( ω Б е + ω к е ) / 2 ω {\displaystyle \delta =\beta _{e}/(\omega _{*}пи-\omega _{*}ep)/2(\omega -q_{i}T_{-}\omega _{*}пи)b_{i})/(\omega -\omega _{*}e)-3/2(\omega -\omega _{*}pe)b_{i}/(\omega -\omega -\omega _{*}e)(\omega _{B}e+\omega _{k}e)/2\omega }

Отношение к нестабильности обмена

Неустойчивость взаимозамены может быть выведена из уравнений баллонной неустойчивости как особый случай, в котором баллонная мода не нарушает равновесное магнитное поле. [2] Этот особый предел известен как критерий Мерсье . [3]

Ссылки

  1. ^ Dobrott, D.; Nelson, DB; Greene, JM; Glasser, AH ; Chance, MS; Frieman, EA (1977-10-10). "Теория баллонных режимов в токамаках с конечным сдвигом". Physical Review Letters . 39 (15): 943– 946. doi :10.2172/5115796. OSTI  5115796.
  2. ^ ab Hameiri, E.; Laurence, P.; Mond, M. (1991-02-01). "Баллонная неустойчивость в космической плазме". Журнал геофизических исследований: космическая физика . 96 (A2): 1513– 1526. Bibcode : 1991JGR....96.1513H. doi : 10.1029/90ja02100. ISSN  0148-0227.
  3. ^ ab P., Freidberg, Jeffrey (1987). Идеальная магнитогидродинамика . Нью-Йорк: Plenum Press. ISBN 0306425122. OCLC  15428479.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ Клева, Роберт Г.; Гуздар, Парвез Н. (2001). «Быстрые нарушения, вызванные гребнями и пальцами баллонных мод в тороидальной плазме с высокой температурой и низким сопротивлением». Физика плазмы . 8 (1): 103–109 . Bibcode : 2001PhPl....8..103K. doi : 10.1063/1.1331098. ISSN  1070-664X.
  5. ^ Коули, Стивен С.; Уилсон, Ховард; Ураган, Омар; Фонг, Брайан (2003). «Взрывные неустойчивости: от солнечных вспышек до локализованных на краю мод в токамаках». Физика плазмы и управляемый термоядерный синтез . 45 (12A): A31. Bibcode : 2003PPCF...45A..31C. doi : 10.1088/0741-3335/45/12A/003. ISSN  0741-3335. S2CID  250824453.
  6. ^ Панов, EV; Сергеев, VA; Притчетт, PL; Коронити, FV; Накамура, R.; Баумйоханн, W.; Ангелопулос, V.; Остер, HU; Макфадден, JP (2012). "Наблюдения за признаками кинетической баллонной/взаимообменной нестабильности в хвосте магнитосферы". Geophysical Research Letters . 39 (8): n/a. Bibcode : 2012GeoRL..39.8110P. doi : 10.1029/2012gl051668 . ISSN  0094-8276.
  7. ^ Хамасаки, Сейши (1971). «Самосогласованный расчет взрывной нестабильности». Физика жидкостей . 14 (7): 1441– 1451. Bibcode : 1971PhFl...14.1441H. doi : 10.1063/1.1693626. ISSN  0031-9171.
  8. ^ Джонс, Майкл Э.; Фукаи, Дж. (1979). «Эволюция взрывной неустойчивости в моделируемой пучковой плазме». Physics of Fluids . 22 (1): 132. Bibcode : 1979PhFl...22..132J. doi : 10.1063/1.862440. ISSN  0031-9171.
  9. ^ Cowley, SC; Cowley, B.; Henneberg, SA; Wilson, HR (2015-08-08). "Взрывная нестабильность и извергающиеся потоковые трубки в намагниченной плазме". Труды Королевского общества A: Математические, физические и инженерные науки . 471 (2180): 20140913. arXiv : 1411.7797 . Bibcode : 2015RSPSA.47140913C. doi : 10.1098/rspa.2014.0913. ISSN  1364-5021. PMC 4550006. PMID 26339193  . 


Значок заглушки

Эта статья по физике плазмы – заглушка . Вы можете помочь Википедии, расширив ее.

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ballooning_instability&oldid=1241346200"