к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Стелларатор

Стелларатор (от англ, stellar - звёздный) - замкнутая магнитная ловушка, в к-рой необходимая для удержания плазмы конфигурация магн. поля создаётся токами, текущими вне плазменного объёма. С. представляет собой одну из разновидностей тороидальных систем, магн. поле к-рых характеризуется наличием тороидальных (в топологич. смысле) магн. поверхностей с вращат. преобразованием (сдвигом, поворотом) силовых линий. Впервые на возможность существования в магн. поле таких поверхностей указал И. Е. Тамм (1928) на примере кольца с током, помещённого в продольное тороидальное магн. поле. В этом случае силовые магн. линии представляют собой тороидальные спирали, навивающиеся вокруг осевой линии кольцевого тока и совершающие в ср. от оборотов по малому азимуту при п обходах вдоль тора. Важной характеристикой С. является вращательное преобразование - величина, определяющая число обходов по малому азимуту при одном обходе вдоль тора: ц = т/га. Если и. есть число иррациональное, то магн. силовая линия не замыкается сама на себя, образуя при бесконечном движении вдоль тора некую магн. поверхность. В случае рациональных8069-1.jpg происходит вырождение магн. поверхностей - они состоят из множества силовых линий, замкнутых на себя после п обходов вокруг тора. Вся магн. конфигурация представляет собой семейство вложенных друг в друга магн. поверхностей с осью, совпадающей с центром кольцевого тока.

Подобные магн. конфигурации получили практич. использование в связи с развитием работ по управляемому термоядерному синтезу с магн. удержанием плазмы. Идею плазменной магн. ловушки с токовыми проводниками, расположенными снаружи замкнутых магн. поверхностей, выдвинул Л. Спитцер (L. Spitzer); он же предложил название для таких систем - С., т. е. тор из звёздного вещества.

Вращат. преобразование силовых линий приводит к компенсации тороидального дрейфа заряж. частиц, обеспечивая равновесие плазмы. Дрейфовые траектории большинства частиц плазмы (т. н. пролётных) оказываются близкими к магн. поверхностям и смещены на величину порядка8069-2.jpg (8069-3.jpg - ларморовский радиус частицы). Переход с одной дрейфовой траектории на другую происходит лишь в результате столкновений с др. частицами. Исключение составляют частицы с малыми продольными скоростями, запертые в локальных минимумах винтового и тороидального полей. Отклонение их траекторий от магн. поверхностей существенно больше и именно этими частицами в случае редких столкновений в горячей плазме определяются коэф. диффузии и теплопроводности (неоклассич. теория переноса; см. Переноса процессы).

В классич. С. к тороидальному магн. полю добавляется магн. поле 2l винтовых обмоток с чередующимся направлением токов. Магн. поле внутри винтовых проводников не очень крутого тора описывается потенциалом
8069-4.jpg

где Вт - тороидальное магн. поле,8069-5.jpg - относит. амплитуда винтовых гармоник,8069-6.jpg (L - шаг винтовой обмотки) и8069-7.jpg - пространственные координаты,8069-8.jpg- модифициров. функция Бесселя. Внутри данного объёма возникают два вида силовых линий: силовые линии, охватывающие винтовые проводники, и внутр. линии, образующие магн. поверхности. Поверхность, разделяющая обе эти области, наз. сепаратрисой. В пренебрежении торойдальностью и вкладом более высоких гармоник она представляет собой l-угольную винтовую поверхность с шагом, равным шагу винтовой обмотки, и рёбрами, расположенными напротив проводников с направлением тока, противоположным направлению продольного поля Вт при правом винтовом обходе, и наоборот - при левом. Схематич. изображение поперечного сечения магн. поверхностей для С. l=3 и l=2 приведено на рис. 1. Силовые линии замкнутых магн. поверхностей отстают от вращения рёбер сепаратрисы. Совершая радиальные и азимутальные колебания, силовые линии дрейфуют по малому азимуту, обеспечивая ср. угол преобразования поворота. На рис. 2 изображена поперечная проекция силовой линии на нек-рой магн. поверхности.
8069-9.jpg

Рис. 1. Поперечное сечение магнитных поверхностей для стелларатора с l = 3 (а), с l = 2 (б).
8069-10.jpg

Рис. 2. Поперечная проекция силовой линии;8069-11.jpgи8069-12.jpg - минимальный и максимальный радиусы магнитных поверхностей.
8069-13.jpg

Рис. 3. Схема конструкции стелларатора - торсатрона ATF: 1 - механическая оболочка; 2 - вакуумная камера; 3 - винтовые обмотки; 4 - внутренние обмотки поперечного поля; 5 - средние обмотки поперечного поля; 6 - внешние обмотки поперечного поля; 7 - фланец вакуумной камеры; 8 - опоры установки; 9 - основание; 10 - место для исследовательской аппаратуры.

Преобразование поворота в С. возникает в результате усреднения вдоль тороидальной системы несмотря на то, что среднее полоидальное магн. поле8069-14.jpg внутри винтовых проводников равно нулю,8069-15.jpg Полоидальный магн. поток через продольную перегородку dS между близкими магн. поверхностями8069-16.jpg не равен нулю и соответственно вращат. преооразование h, численно равно8069-17.jpg , где - продольный магн. поток, охватываемый данными поверхностями. Др. характеристикой магн. поля С. является величина радиальной производной вращат. преобразования8069-18.jpg , или т. н. шир8069-19.jpg(8069-20.jpg- усреднённый радиус сечения магн. поверхности), характеризующий степень перекрещенности силовых линий при переходе с одной поверхности на другую. Создание достаточной величины шира необходимо для обеспечения устойчивости плазмы в системе. Величины8069-21.jpg и8069-22.jpg характеризуют также степень топологич. устойчивости магн. структуры С. Для обеспечения заданной структуры поля необходима высокая точность изготовления магн. обмоток С. Неизбежные неточности изготовления установки могут приводить к заметной деформации магн. поверхностей. Особую опасность для удержания плазмы представляют резонансные возмущения рациональных магн. поверхностей с низкими значениями от и и, приводящие к образованию т. н. магн. островов (см. Пересоединение магн. полей), что равносильно уменьшению эффективного поперечного размера системы. Устойчивость плазмы в С. может быть также обеспечена при низких значениях магн. шира при наличии ср. магн. ямы (см. Стабилизация неустойчивостей плазмы).

Магн. поле С. может быть создано разл. способами. Системы, где тороидальное и винтовое поля создаются винтовыми обмотками с однонаправленными токами, наз. торсатронами. Гелиотрон - установка, в к-рой наряду с торсатронными обмотками используются катушки, создающие часть тороидального магн. потока. Магн. поле С. может быть создано и без винтовых обмоток - с помощью специально профилированных катушек. Разрабатываются и более сложные системы с пространственной магн. осью.

Первые эксперта, исследования на С. (США, 1950-е- 60-е гг.) были неудачны: на всех установках наблюдалась повышенная Бома диффузия плазмы. Причины неудач - относительно низкие значения полоидальных магн. полей и отсутствие контроля за качеством магн. поверхностей. Успехи в СССР на установках типа токамак привели к закрытию амер. стеллараторной программы и переключению усилий на исследования на токамаках. В 1960-х гг. исследования по С. переместились в СССР, ФРГ, Великобританию и Японию. На С. Л-1 (ФИАН) впервые был разработан метод измерения структуры магн. поверхностей и показано, что диффузия плазмы, созданной внеш. инжекцией, примерно на порядок медленнее бомовской. На С. «Вандельштейн-1» (ФРГ) было показано, что холодная (Т8069-23.jpg 0,2 эВ) цезиевая плазма удерживается в С. классически. Исследования, проведённые во мн. лабораториях мира на небольших установках с относительной холодной и неплотной плазмой, показали удовлетворит. удержание плазмы в С. В нач. 70-х гг. на установке «Ураган» (Харьков) был успешно проведён ионно-циклотронный нагрев плазмы и показано, что потери энергии по ионному каналу близки к неоклассическим. В сер. 70-х гг. были введены в строй С. 2-го поколения: Л-2 (СССР), «Вандельштейн-VIIA» (ФРГ) и «Клео» (Великобритания), на к-рых при омич. нагреве была получена плазма плотностью8069-24.jpg см-3 и температурой Те8069-25.jpg 0,5 кэВ, доступная ранее только на токамаках. На С. «Вандельштейн-VIIA» была создана бестоковая плазма в режиме инжекции пучков нейтральных атомов; проводятся исследования бестоковой плазмы, создаваемой методом электронного циклотронного резонанса и инжекции нейтральных пучков. В 80-х гг. были сооружены крупные установки «Гелиотрон-Е» (Япония), «Вандельштейн-VIIAS» (ФРГ), ATF (США), на к-рых были достигнуты более высокие параметры плазмы:8069-26.jpg кэВ (нагрев при электронном циклотронном резонансе),8069-27.jpg см-3 и8069-28.jpg (нейтральная инжекция). Гл. преимущество С. - возможность стационарной работы. В 1991 на С. ATF было продемонстрировано удержание горячей плазмы в течение 20 с; проектируются С. «Вандельштейн-VIIX» и «LHD» со сверх-проводящими магн. обмотками, работающими в стационарном режиме.

Литература по стеллараторам

  1. Рабинович М. С., Экспериментальные исследования на стеллараторах, в кн.: Итоги науки и техники, сер. Физика плазмы, т. 2, М., 1981, с. 6;
  2. Шафранов В. Д., Тороидальные системы для управления термоядерного синтеза, там же, т. 8, М., 1988, с. 131;
  3. Волков Е. Д., Супруненко В. А., Шишкин А. А., Стеллатор, К., 1983.

С. Е. Гребенщиков

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, в чем фокус эксперимента Майкельсона?
Эксперимент А. Майкельсона, Майкельсона - Морли - действительно является цирковым фокусом, загипнотизировавшим физиков на 120 лет.

Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 26.01.2021 - 17:54: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
26.01.2021 - 17:16: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Николаевича Боглаева - Карим_Хайдаров.
26.01.2021 - 16:57: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Проблема народного образования - Карим_Хайдаров.
26.01.2021 - 14:22: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> СВИНСТВО СВИНОГО ГРИППА - Карим_Хайдаров.
25.01.2021 - 18:00: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от проф. В.Ю. Катасонова - Карим_Хайдаров.
25.01.2021 - 07:49: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
25.01.2021 - 06:27: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Александра Флоридского - Карим_Хайдаров.
25.01.2021 - 05:48: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Пламена Паскова - Карим_Хайдаров.
24.01.2021 - 11:45: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
23.01.2021 - 12:06: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
23.01.2021 - 09:08: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ФАЛЬСИФИКАЦИЯ ИСТОРИИ - Карим_Хайдаров.
23.01.2021 - 08:03: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution