Физические процессы в системах МАГО-MTF

Гаранин С. Ф.

Физические процессы в системах МАГО-MTF

Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2012. – 343 с.: ил. ISBN 978-5-9515-0184-4

Монография посвящена теоретическому рассмотрению физических эффектов, наиболее существенных для альтернативного подхода к решению проблемы управляемого термоядерного синтеза (УТС): подхода МАГО-MTF. Книга содержит описание самого подхода, его отличия от основных систем УТС с магнитным и инерционным удержанием. Рассмотрены общие физические методы расчетов процессов в этом подходе, включая явления переноса и излучение плазмы, теория поперечных бесстолкновительных ударных волн, теория поверхностных разрядов, важная в этом направлении исследований. Рассмотрены также различные течения и магнитогидродинамические неустойчивости плазмы, возникающие в рамках этого подхода. В силу общефизического смысла рассматриваемых явлений представленные результаты могут быть применены к широкому кругу явлений в физике плазмы и гидродинамике.
Книга рассчитана на специалистов в области физики плазмы и гидродинамики, аспирантов и студентов-физиков старших курсов.

Категория:

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Список литературы к введению

Глава 1. Системы МАГО-MTF
1.1. Схемы формирования плазмы
1.1.1. Z-пинч на криогенных нитях
1.1.2. Плазменная камера МАГО
1.1.3. Конфигурации с обращенным полем (FRC)
1.2. Драйверы для разгона лайнеров
Список литературы к главе 1

Глава 2. Физические процессы и методы расчетов
2.1. Основные физические процессы
2.2. Кинетический подход
2.3. Магнитогидродинамический (МГД) подход
2.3.1. Уравнения и условия применимости магнитной гидродинамики
2.3.2. Уравнения состояния
2.3.3. Кинетические коэффициенты плазмы. Электропроводность многократно ионизованной неидеальной плазмы
2.4. Излучение плазмы
2.4.1. Скорость обмена энергией между планковским излучением и водородной термодинамически равновесной плазмой
2.4.2. Рекомбинационное и тормозное излучение многократно ионизованной плазмы
2.4.3. Линейчатое излучение многократно ионизованной термодинамически равновесной плазмы
2.4.4. Линейчатое излучение многозарядных примесей плазмы по корональной модели. Статистическое рассмотрение
Список литературы к главе 2

Глава 3. Поперечные бесстолкновительные ударные волны (БУВ) и нагрев плазмы в них
3.1. Одномерное гибридное моделирование
3.1.1. Физическая модель
3.1.2. Результаты расчетов
3.2. Неустойчивость функции распределения ионов за фронтом БУВ. Эволюция функции распределения
3.2.1. Дисперсионное соотношение для колебаний вдоль магнитного поля
3.2.2. Квазилинейная диффузия функции распределения
3.3. Двумерное гибридное моделирование
3.3.1. Физическая модель
3.3.2. Постановка задачи
3.3.3. Результаты расчетов
3.4. Трехмерное моделирование
3.5. БУВ с двумя сортами ионов
3.5.1. Решение стационарной задачи
3.5.2. Результаты одномерных расчетов в гибридной модели
Список литературы к главе 3

Глава 4. Эффект Холла, дрейфовые потоки и приэлектродные плазменные течения
4.1. Динамика проникновения магнитного поля в замагниченную плазму
4.2. Отрывающие прианодные течения замагниченной плазмы
4.2.1. Прианодное течение плазмы, возникающее под действием магнитного поршня
4.2.2. Прианодное течение, возникающее под действием жесткого идеально проводящего поршня
4.3. Приэлектродные слои, возникающие при ускорении замагниченной плазмы
4.3.1. МГД подход
4.3.2. Кинетический подход в случае бесстолкновительной замагниченной плазмы
4.4. Роль дрейфов в замагниченной плазме системы МАГО
4.4.1. Роль бесстолкновительных потерь в плазме МАГО
4.4.2. Удержание α-частиц в магнитном поле
Список литературы к главе 4

Глава 5. Поверхностные разряды в сильных магнитных полях
5.1. Диффузия сильного магнитного поля в плазму или изолятор
5.1.1. Диффузия магнитного поля в водородную плазму при малых временах
5.1.2. Стадия стационарного разряда
5.1.3. Диффузия магнитного поля, сопровождаемая лучистой теплопроводностью
5.2. Диффузия мегагауссных полей в металл
5.2.1. Постановка одномерной задачи
5.2.2. Результаты расчетов открытой системы для постоянного магнитного поля на границе
5.2.3. Влияние граничных условий по излучению на структуру скин-слоя
5.2.4. Влияние плавного нарастания магнитного поля на структуру скин-слоя
5.3. Разряд, возникающий при вытекании магнитного потока из плазмы в изолятор
5.4. Остывание замагниченной плазмы на границе со взрывающейся металлической стенкой
5.4.1. Остывание плотной плазмы
5.4.2. Шунтирующий разряд по парам металла
5.5. Стационарный разряд при выходе магнитного потока через поверхность изолятора
5.5.1. Разряд, поддерживаемый излучением
5.5.2. Разряд, поддерживаемый электронной теплопроводностью
Список литературы к главе 5

Глава 6. Магнитогидродинамические (МГД) неустойчивости и их влияние на плазму и ее сжатие
6.1. Развитие неустойчивости согласно линейной теории
6.1.1. Неустойчивость тангенциального разрыва в холодной плазме с магнитным полем, перпендикулярным скачку скорости
6.1.2. Конвективная неустойчивость в азимутальном
магнитном поле при наличии ускорения
6.2. Нелинейное развитие неустойчивостей
6.2.1. Нелинейная стадия неустойчивости Z-пинча
6.2.2. Движение периферийной плазмы за перетяжкой Z-пинча
6.2.3. Автомодельное развитие неустойчивости Рэлея – Тейлора в районе угловых точек
6.3. МГД турбулентность и МГД турбулентные механизмы остывания плазмы
6.3.1. Поведение двумерных МГД вихревых течений поперек магнитного поля в ограниченной области
6.3.2. Конвективное охлаждение плазмы при ее двумерном турбулентном движении в магнитном поле
6.3.3. Смытие плазмой вещества со стенок в камере МАГО
6.3.4. Моделирование сжатия плазмы МАГО схлопывающимся лайнером с учетом конвекции
Список литературы к главе 6