УДК 533.9
В. И. Х в е с ю к, А. Ю. Ч и р к о в
О НЕУСТОЙЧИВОСТЯХ В ПОВЕРХНОСТНОМ
СЛОЕ ПЛАЗМЫ ОБРАЩЕННОЙ МАГНИТНОЙ
КОНФИГУРАЦИИ
В электростатическом приближении на основе решения системы
уравнений Власова–Пуассона путем интегрирования по невозму-
щенным траекториям проанализирована возможность развития
бесстолкновительных дрейфовых неустойчивостей в плазме обра-
щенной магнитной конфигурации. Получено дисперсионное уравне-
ние, описывающее дрейфовые неустойчивости, связанные с гради-
ентами плотности плазмы, ионной и электронной температур.
Анализ результатов показал, что для типичных условий обра-
щенной магнитной конфигурации развитие ионной температурно-
градиентной неустойчивости может быть ограничено из-за конеч-
ной длины области плазмы в установке, но выполняется необходи-
мое условие для развития электронной температурно-градиентной
неустойчивости.
Обращенная магнитная конфигурация (FRC, field reversed configu-
ration) [1, 2] — цилиндрически симметричная магнитная ловушка с
высоким отношением давления плазмы к давлению магнитного по-
ля
β
. В FRC давление плазмы максимально на нейтральной линии
(магнитной оси), где магнитное поле
B
= 0
(рис. 1). Плазма практи-
чески полностью расположена в области замкнутых силовых линий
магнитного поля, ограниченной сепаратрисой, за которой находится
область открытых силовых линий. Магнитное поле FRC обычно счи-
тается чисто полоидальным. Это означает, что силовые линии лежат в
плоскости
r
−
z
, а тороидальная составляющая магнитного поля (вдоль
азимута
θ
)
, как правило, отсутствует.
Одна из важных проблем FRC — это аномально высокий уровень
транспорта частиц и энергии поперек магнитного поля. В настоящее
Рис. 1. Магнитная конфигурация FRC (на примере модели “рейстрек”):
1
— область открытых силовых линий,
2
— область замкнутых силовых линий,
3
—
нейтральный слой (
B
= 0
),
4
— сепаратриса
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2009. № 1
21
