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让电流成直线怎么样

时间:2022-08-23 百科知识 版权反馈
【摘要】:角向收缩装置的等离子体电流是角向的,约束离子的磁场方向是Z向的。Z向收缩的装置刚好相反,让等离子体中的电流沿着Z方向,约束等离子体的磁场就由等离子体本身的电流所产生,因而是角向的,磁力线成为围绕等离子体柱的同心圆。腊肠式不稳定性如图所示,若等离子体柱在某处出现一个细颈子,会怎样变化呢?要避免两端粒子的流失,只能想法用特殊的磁场位形来约束等离子体。

角向收缩装置的等离子体电流是角向的,约束离子的磁场方向是Z向的。Z向收缩的装置刚好相反,让等离子体中的电流沿着Z方向,约束等离子体的磁场就由等离子体本身的电流所产生,因而是角向的,磁力线成为围绕等离子体柱的同心圆。Z向收缩在实验上是比较容易实现的,只要在放电管的两端装上两电极,让放电回路中的电流直接通过等离子体就行了。Z向收缩装置虽在受控实验方面比较早被研究,但纯粹的Z向收缩装置很快被人们放弃了,这是由于Z向收缩存在着一些很明显的不稳定性,比较重要的有腊肠式不稳定性与扭曲不稳定性。

Z向收缩示意图

腊肠式不稳定性如图所示,若等离子体柱在某处出现一个细颈子,会怎样变化呢?电流产生的磁场有这样的规律:电流越大磁场越强,离电流越近,磁场越强。现在等离子体中的电流是相同的,但细颈子处就比粗颈子处离电流要近,因而磁场也强,磁场能产生磁压强,也就是说对等离子体有一种压力,细颈子处压力大,因而细颈要越来越细,最后发生断裂。

腊肠式不稳定

扭曲式不稳定性如后面的图所示。当等离子体柱略有弯曲时,凹处(图中a处)比凸处(图中b处)的磁场强度要大,磁场的大小从磁力线的疏密就能看出,磁场越大磁压强也越大,因而凹处愈凹,凸处愈凸,等离子体柱弯曲得更厉害,最后碰到管壁而淬灭。虽然人们也想了不少办法来改进这种不稳定性,但由于效果不显著,Z向收缩装置也就退出了历史舞台。

角向收缩没有上述两种不稳定性,因而约束时间可以比较长,这是角向收缩比Z向收缩优越的地方。但角向收缩与Z向收缩都有一个无法避免的问题,即两端粒子的流失。要避免两端粒子的流失,只能想法用特殊的磁场位形来约束等离子体。

扭曲式不稳定

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