Hsu диффузиясы - Википедия - Hsu diffusion

Сыртқы магнит өрісінің күшімен плазма тасымалы қалай азаяды, балқыту плазмасының магниттік шектелуін зерттеу үлкен алаңдаушылық туғызады. The плазмалық диффузия жіктелуі мүмкін классикалық диффузия Б.⁻² масштабтау, Бом диффузиясы Б-ны ұстануға болжам жасады⁻¹ масштабтау және Hsu диффузиясы Б.^−3/2 масштабтау.^[1] Мұнда, В - сыртқы магнит өрісі.

Төмен жиілікті тербелетін электр өрістері бөлшектердің ExB дрейфін орындай алады. Кулондық өзара әрекеттесудің ұзақ диапазонына байланысты электр өрісінің когеренттік уақыты өріс сызықтары бойынша бөлшектердің іс жүзінде еркін ағуына мүмкіндік беру үшін жеткілікті. Сонымен, басқа декоеренттілік механизмі болмаған кезде, көлік өз бағытын шектеп, нәтижесінде Бом диффузиясы плазма тәрізді 2D-де 1 / B масштабтау.^[2]^[3]^[4]

3D плазмасында параллель декогеренция (өріс сызығы бойындағы декогеренттілік) ExB дрейфтерінің тасымалын тек классикалық диффузияға дейін төмендетуге жеткілікті.^[5] Лармор радиусының кеңеюіне және бөлшектердің диффузиясына алып келетін жылдамдық кеңістігінде резонанстық диффузия тудыруы мүмкін циклотронды гармониктер бар. Хсу, Ву, Агарваль және Рю 2013 жылы бұл тиімді диффузия механизмін ExB дрейфі мен циклотрон резонансынан алынған әсерлер арқылы ұсынды.

Циклотронды гармоника бөлшектердің гиряциясымен үйлесетіндіктен, ол бөлшектерге қарағанда тиімді стационар болады, бірақ соңғы Лармор радиусы (FLR) әсерінен әлсірейді, яғни. е., Мен₁(λ) e^λ~ λ≡k_⊥²ρ²<< 1 термикалық тербеліс спектрі, мұндағы к_⊥ - магнит өрісіне перпендикуляр және ρ≡v толқын саны_мың/ Ω - бұл плазмалық гирорадиус, v_мың жылу жылдамдығы және Ω гирофрекция. 1 / к-мен сипатталатын параллель декогеренттілік кезінде_||v_мың , және перпендикулярлы диффузиялық демпфер, к-мен сипатталады_⊥²D, бірдей уақыт шкаласында, атап айтқанда, Ω >> k_⊥²D ~ k_||v_мың>> ν_c, бұл диффузия коэффициентіне әкеледі

{ displaystyle D = < Delta v Delta tau Delta a Delta tau> sim left ({ frac {c , delta E _ { perp}} {B}} right) сол (k _ { perp} ^ {2} , D оң) ^ {- 1} солға ({ frac {k _ { perp} ^ {2} mv_ {th} ^ {2} c ^ {2} , delta E _ { perp}} {qB ^ {2}}} оң) сол (k _ { параллель} , v_ {th} оң) ^ {- 1}.}

Термиялық тербелістердің электр өрісінің энергиясы - бұл δE арқылы берілген бөлшектердің жылу энергиясының бөлігі²~ ε_бn₀к_BT, мұндағы ε_б плазмалық параметр болып табылады. Демек, D қалпына келтірілген мәні Hsu диффузиясы 1 / Б.^3/2 масштабтау.

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

^ Хсу, Джан-Ю; Ву, Кайбанг; Агарвал, Суджет Кумар; Рю, Чан-Мо (2013). «Б^−3/2 магниттелген плазмадағы диффузия ». Плазма физикасы. 20 (6): 062302. Бибкод:2013PhPl ... 20f2302H. дои:10.1063/1.4811472.
^ Тейлор, Дж.Б. (1971). «Екі өлшемдегі плазма диффузиясы». Сұйықтар физикасы. 14 (7): 1492–1499. Бибкод:1971PhFl ... 14.1492T. дои:10.1063/1.1693635.
^ Монтгомери, Д. (1974). «Теріс температура» күйлерінің статистикалық механикасы «. Сұйықтар физикасы. 17 (6): 1139–1145. Бибкод:1974PhFl ... 17.1139M. дои:10.1063/1.1694856.
^ Досон, Дж .; Окуда, Х .; Карлайл, Р. (1971). «Екі өлшемдегі магнит өрісі бойынша плазма диффузиясының сандық имитациясы». Физикалық шолу хаттары. 27 (8): 491. Бибкод:1971PhRvL..27..491D. дои:10.1103 / PhysRevLett.27.491.
^ Вахала, Г. (2009). «Үш өлшемді бағыттаушы-орталық плазманың көлік қасиеттері». Плазма физикасы журналы. 11 (1): 159–171. Бибкод:1974JPlPh..11..159V. дои:10.1017 / S0022377800024545.

[1] Хсу, Джан-Ю; Ву, Кайбанг; Агарвал, Суджет Кумар; Рю, Чан-Мо (2013). «Б^−3/2 магниттелген плазмадағы диффузия ». Плазма физикасы. 20 (6): 062302. Бибкод:2013PhPl ... 20f2302H. дои:10.1063/1.4811472.

[2] Тейлор, Дж.Б. (1971). «Екі өлшемдегі плазма диффузиясы». Сұйықтар физикасы. 14 (7): 1492–1499. Бибкод:1971PhFl ... 14.1492T. дои:10.1063/1.1693635.

[3] Монтгомери, Д. (1974). «Теріс температура» күйлерінің статистикалық механикасы «. Сұйықтар физикасы. 17 (6): 1139–1145. Бибкод:1974PhFl ... 17.1139M. дои:10.1063/1.1694856.

[4] Досон, Дж .; Окуда, Х .; Карлайл, Р. (1971). «Екі өлшемдегі магнит өрісі бойынша плазма диффузиясының сандық имитациясы». Физикалық шолу хаттары. 27 (8): 491. Бибкод:1971PhRvL..27..491D. дои:10.1103 / PhysRevLett.27.491.

[5] Вахала, Г. (2009). «Үш өлшемді бағыттаушы-орталық плазманың көлік қасиеттері». Плазма физикасы журналы. 11 (1): 159–171. Бибкод:1974JPlPh..11..159V. дои:10.1017 / S0022377800024545.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]