Читать онлайн «Динамика столкновительной плазмы»

В. СИмшенник Н. А. Боброва ДИНАМИКА столкновительной ПЛАЗМЫ МОСКВА ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1997 УДК 533. 9. 0015 Имшенник B. C. , Боброва Η. А. Динамика столкнови- тельной плазмы - М. : Энергоатомиздат, 1997· -320 с. ISBN 5-283-03988-9 На основе двухтемпературной гидродинамической модели плазмы, выведенной из общих кинетических уравнений ионной и электронной компонент плазмы, проводится подробное теоретическое исследование физики Z-пинчей. Учет всех возможных диссипативных эффектов позволяет теоретически описывать плазму вблизи границы применимости гидродинамического приближения. Табл. 11. Ил. 56. Библиогр. : 214 назв. „1604120000-005 И :—г Без объяв л. 051(01)-97 ISBN 5-283-03988-9 ©Авторы, 1997 Предисловие В исследованиях лабораторной высокотемпературной (термоядерной) плазмы главная цель состоит в достижении наивысших температур при заданной полной энергии, обусловленной тем или иным источником. Конечно, такое утверждение является упрощением ситуации для сложных реальных экспериментов, но тем не менее отражает, в частности, стремление получить максимальные нейтронный выход, рентгеновское излучение и т. п. Если согласиться с этим хотя бы условно, то ясно, что в высокотемпературной плазме осуществляются физические условия наименьшей массы, плотности, концентрации заряженных частиц (разумеется при наличии полной степени ионизации). Казалось бы, указанные величины можно было бы понижать беспредельно, но, вообще говоря, они должны быть ограничены снизу всевозможными неустойчивостями плазмы, препятствующими надежному удержанию плазмы магнитными полями, кумулятивным эффектам в ней и т. д. Одним словом, представляет большой интерес высокотемпературная плазма, находящаяся в физических условиях вблизи границы применимости гидродинамического приближения, поскольку именно за этой границей, грубо говоря, появляется изобилие всяких кинетических неустойчивостей, известных в бесстолкновитель- ном случае. В настоящей работе мы последовательно развиваем и применяем магнитогидродинамическую (МГД) модель высокотемпературной электрон-ионной плазмы с самосогласованным электромагнитным полем, основываясь на общих кинетических уравнениях обеих компонент плазмы для одночастичных функций распределения и переходя к соответствующим уравнениям переноса с учетом диссипативных эффектов. При этом плазма предполагается идеальной и невырожденной, что, очевидно, не приводит к сколько-нибудь серьезным ограничениям данного рассмотрения. А диссипативные эффекты, по крайней мере в принципе, имеют известное строгое обоснование, будучи выведенными из исходных кинетических уравнений. Оставляя в стороне не очень плодотворные терминологические дискуссии в отношении одно- и двухжидкостных моделей плазмы, мы, там не менее, определяем свою основную модель как одножидкост- ную двухтемпературную гидродинамическую модель плазмы. Впрочем, ее же можно было бы называть и двухжидкостной моделью, потому что не только температура, но и скорости электронов и ионов отличаются друг от друга, совпадают лишь кон- 3 центрации в силу условии квазинейтральности плазмы.