Пробкотрон

Упрощенная схема. По краям расположено два «магнитных зеркала» («пробки»).

«Пробкотро́н» (ловушка с магнитными пробками) — в физике плазмы один из видов открытых линейных плазменных ловушек с магнитными зеркалами (или «пробками»). Изобретены независимо друг от друга в 1950-е годы Р. Постом[англ.][1] и Г. И. Будкером[2].

Представляют собой открытую ловушку для удержания плазмы. Открытыми они названы, поскольку имеют линейную, незамкнутую форму, причём линии магнитного поля пересекает торцы плазменной области, которая как бы «открыта» с концов. Для удержания плазмы в них создается особая конфигурация магнитного поля, линии которого сближаются вблизи торцов, что создает подобие пробки для заряженных частиц (зеркала, уменьшающие утечку плазмы). В простейшем случае пробка состоит из нескольких катушек. Для стабилизации неустойчивостей в плазме в пробках используются сложные конфигурации магнитного поля, например, квадрупольное (палки Иоффе), «бейсболл» и «иньянь»[3][4]

В пробкотроне (который может представлять собой, например, трубу внутри соленоидальной катушки) создается продольное магнитное поле, причём на торцах трубы плотность витков обмотки больше, и магнитное поле выше, чем в центре. Заряженные частицы плазмы, двигаясь вдоль магнитных силовых линий, отражаются от областей более сильного поля — пробок. Существуют и другие конструкции пробкотронов, например Антипробкотрон (biconic cusp), в котором ток в торцевых катушках направлен в разные стороны.

Долгое время считалось, что такой тип установок обречен иметь очень низкую температуру плазмы, и они могут служить лишь в качестве инструмента изучения фундаментальных свойств плазмы и стендов для поддерживающих экспериментов для ИТЭР. Однако, в последние годы исследователи ИЯФ на установке ГДЛ (ГазоДинамическая Ловушка) сумели значительно увеличить температуру нагрева плазмы, в 2016 году доведя её до рекордных 10 миллионов градусов по Цельсию. Время удержания плазмы составило миллисекунды.[5]

Замечание

В тех. жаргоне пробкотроном называют любой мощный электрический прибор, создающий помехи в сети или приводящий к срабатыванию предохранителей («пробок»)[источник не указан 3032 дня]. Также термином «пробкотрон» в шутку обозначают любую неработающую, плохо работающую или крупногабаритную установку[источник не указан 3032 дня].

См. также

Литература

  • Котельников И. А. Лекции по физике плазмы. Том 1: Основы физики плазмы. — 3-е изд. — СПб.: Лань, 2021. — 400 с. — ISBN 978-5-8114-6958-1.
  • Котельников И. А. Лекции по физике плазмы. Том 2: Магнитная гидродинамика. — 3-е изд. — СПб.: Лань, 2021. — 446 с. — ISBN 978-5-8114-6933-8.

Примечания

  1. ↑ R. F. Post, Proc. of Second U.N. Int. Conf. on Peaceful Uses of Atomic Energy, Vol. 32, Paper A/Conf. 15/P/377, Geneva (1958), pp. 245-265. Архивировано 9 октября 2022 года.
  2. ↑ Г.И. Будкер, Физика плазмы и проблема управляемых термоядерных реакций, Т. 3, Изд. АН СССР, Москва (1958), стр. 3-31. Дата обращения: 14 декабря 2022. Архивировано 16 октября 2021 года.
  3. ↑ "The simplest stabilizer ('anchor') was proposed by Ioffe Архивная копия от 13 сентября 2016 на Wayback Machine / A. I. Morozov, Introduction to Plasma Dynamics — CRC Press, 2012, ISBN 9781439881330, page 106—107 (англ.)
  4. ↑ Геннадий Степанович Воронов. Штурм термоядерной крепости Архивная копия от 18 сентября 2016 на Wayback Machine. (Выпуск 37 серии «библиотечка квант») — М., Наука, 1985—192 с. 100 000 экз. — Глава III Магнитные ловушки, стр 46-66; рис. 3.11 (стр 58)
  5. ↑ Шаг к альтернативному термояду Архивная копия от 28 августа 2016 на Wayback Machine // Наука и жизнь, 12 августа 2016