电浆约束

电浆约束【电浆约束】电浆约束(plasma confinement)是将电浆限制在某个区域,不让它们飞散开来的技术 。电浆中的粒子具有动能,它们会到处运动而散开,有的粒子还能轰击真空室壁,使电浆粒子数目及其能量都要损失 。粒子撞击真空室壁其上的物质会溅射到电浆区域,使电浆能量通过辐射形式损失掉,导致电浆的温度降低 。为了减少电浆的粒子数目和能量的损失,可用“场”能传递相互作用这一特性来约束电浆 。场可以是磁场、电场、引力场 。此外,还可用物质的惯性来约束电浆,相应的约束方法有磁约束、静电约束、惯性约束等 。
基本介绍中文名:电浆约束
外文名:plasma confinement
适用领域範围:电浆物理学
套用:热核聚变等
具体解释太阳及其他恆星中的热核聚变反应是藉助引力场来约束电浆的 。这些星体的质量很大,引力也很大,足以将电浆约束在一起,进行热核反应 。但地球上的高温电浆靠弱的引力来约束并使其进行热核反应是不可能的,必须用别的约束方法 。热核聚变研究中约束电浆的主要方法是磁约束和惯性约束 。低温电浆制膜或刻蚀技术中,有时也用磁约束方法来减少电浆粒子和能量的损失 。磁约束磁约束是利用磁场与电浆相互作用将电浆限定在一定区域的方法 。主要有:磁场对电浆粒子施加的洛伦兹力,可使粒子绕磁力线作迴旋运动而被磁场约束住;磁场的磁应力能对电浆的整体施加巨观力来约束电浆;如果电浆记忆体在电流,则电浆电流与其自身产生的磁场的相互作用力(箍缩力)能使电浆箍缩(约束)起来;磁镜效应可使速度满足一定条件的电浆带电粒子在强磁场区反射回来,将粒子约束住(见磁镜) 。磁约束只能约束垂直于磁场方向上的电浆,不能约束沿着磁力线方向运动的电浆 。此外,在环形装置中,磁力线的旋转变换可消除其中的电荷分离,将带电粒子束缚住 。磁约束方法是热核聚变研究中首先採用的方法 。利用这个方法设计出了不少不同类型的磁约束装置,如托卡马克、磁镜、箍缩装置、仿星 器等 。其中最为成功的磁约束装置是托卡马克 。惯性约束任何物体都有质量 。由于惯性作用,物体从静止到穿越某一距离要花费一段时间 。如果瞬时将核燃料的密 度和温度增大,使得核燃料在由于惯性作用还来不及向四周飞散开的时间内就完成核聚变反应,则核燃料的惯性作用起到了对核燃料电浆自身的约束作用 。这种依靠电浆自身的惯性起到的约束作用,称为惯性约束 。雷射核聚变和粒子束核聚变就是利用了惯性约束的方法(见惯性约束聚变) 。静电约束利用静电位来约束电浆的方法 。这种方法因其固有的某些缺点而未被利用 。