Portal de Periódicos da CAPES

Diffusion of charged particles in a plasma in a magnetic field

1963; Lebedev Physical Institute; Volume: 79; Issue: 3 Linguagem: Russo

10.3367/ufnr.0079.196303a.0377

1996-6652

V.E. Golant,

Theoretical and Computational Physics

УСПЕХИ ФИЗИЧЕСЕИХ НАУК ДИФФУЗИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ПЛАЗМЫ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ В. Έ. ТолантВ последние годы опубликовано большое количество теоретических и экспериментальных работ, посвященных изучению диффузии заряженных частиц плазмы в магнитном поле.Интерес к этим работам стимулируется прежде всего широко развернувшимися исследованиями удержания и нагрева плазмы в магнитном поле, проводимыми в связи с проблемой управляемых термоядерных реакций (см., например, 1-3 ), а также астрофизическими исследованиями плазмы 4 " 5 .В ряде книг по физике плазмы 1 ' 3 , 6 ' 12 рассматриваются некоторые аспекты теории диффузии в магнитном поле и излагаются отдельные экспериментальные результаты.Однако систематический обзор современного состояния исследований диффузии отсутствует.Настоящая статья имеет целью восполнить этот пробел; в ней излагается теория диффузии стабильной плазмы и дается обзор основных экспериментальных исследований по диффузии в магнитном поле*). I. ТЕОРИЯ ДИФФУЗИИ, СВЯЗАННОЙ СО СТОЛКНОВЕНИЯМИ ЧАСТИЦВлияние магнитного поля на диффузию заряженных частиц в газе и их движение в электрическом поле было отмечено еще в ранних работах Таунсенда ы .В этих и в ряде последующих работ 14 ~15 приближенным методом свободных пробегов рассмотрено направленное движение заряженных частиц в нейтральном газе.Более подробный анализ процессов переноса заряженных частиц в нейтральном газе, основанный на решении кинетического уравнения, усредненных уравнений движения, проведен в работах 16 ~21 .Результаты этих исследований были использованы для рассмотрения двуполярной диффузии в слабо ионизованном газе 22 -20 • 21 .Большое число работ посвящено процессам переноса поперек магнитного поля в полностью ионизованном газе.Процессы переноса исследовались с помощью усредненных уравнений движения заряженных частиц 23 " 25 .« 1 с помощью кинетического уравнения 26 ~34 , методами, основанными на рассмотрении смещений отдельных частиц 35 ~39 .При этом коллективные кулоновские взаимодействия заряженных частиц в большинстве случаев рассматривались как совокупность независимых парных столкновений с максимальным радиусом взаимодействия, равным *) Следует отметить, что во многих экспериментах обнаружено появление различного вида неустойчивостей плазмы.Вопросы теории устойчивости в данном обзоре не рассматриваются (см., например, 13 ). 1 УФН, т.LXXIX, вып.з *) Величины, относящиеся к электронам, мы будем обозначать индексом а = е, величины, относящиеся к ионам,-индексом α = έ, к нейтральным атомам -индексом <х = п.' * ) З а м е т и м , ч т о в с о о т в е т с т в и и с (2 ,3 5 ) д и ф ф у зи о н н ы й п о т о к , в ы з в а н н ы й с т о л к н о в е н и я м и ч а с т и ц р а з л и ч н ы х м а с с , п р и к о т о р ы х ц е н т р т я ж е с т и в е д у щ и х ц е н т р о в с м е щ а е т с я , т а к ж е м о ж е т о б р а щ а т ь с я в 0 ( н а п р и м е р , е с л и Za = -Z р, па ~ п").