в область в среднем пониженной плотности плазмы, а частей пони-
женной плотности — в обратном направлении, и новый акт обмена
частицами между соседними слоями с различной плотностью. Это
смещение поперек магнитного поля обусловлено наличием попереч-
ной составлющей дрейфовой волны
k
?
и вызывается электрическим
дрейфом частиц волны. В результате в области в среднем низкой плот-
ности рассматриваемый слой отдает соседнему слою с пониженной
плотностью избыточные частицы, а в области высокой плотности ак-
кумулирует из другого соседнего слоя, имеющего повышенную плот-
ность, дополнительные частицы. При этом плотность плазмы вдоль
деформированного слоя становится неоднородной; как показано ни-
же, плотность в среднем повышена в частях слоя, которые движутся
из области относительно высокой плотности в область пониженной
плотности, и наоборот.
Рассмотренный процесс напоминает работу механического насоса,
т.е. дрейфовая волна действует подобно откачивающему устройству,
формирующему поток плазмы на стенку вакуумной камеры и обес-
печивающему бесстолкновительный транспорт частиц поперек маг-
нитного поля. Характер этого транспорта является по определению
конвективным (это перемещение макроскопических частей плазмы,
приводящее к переносу массы). С другой стороны, в рамках излагае-
мых здесь представлений, транспорт частиц носит в высокой степени
упорядоченный характер. Это является причиной того, что величина
потока частиц линейно зависит от градиента концентрации.
Вывод выражения для коэффициента диффузии в магнитном
поле из анализа размерности.
Как обычно, предполагается, что рас-
сматриваемый поток частиц может быть записан в виде
~
Γ =
−
˜
D
?
~
r
n
(соответствующий вывод см. далее), и исходной является представлен-
ная выше картина, согласно которой дрейфовая волна перемещает в
течение каждого полупериода некоторое избыточное количество ча-
стиц плазмы на расстояние порядка амплитуды волны
˜
a
. Считается,
что амплитуда не изменяется со временем. Тогда можно записать при-
ближенное выражение для коэффициента диффузии
˜
D
?
, исходя из
представленных выше соображений и используя анализ размерности.
Оно имеет вид
˜
D
?
≈
˜
a
2
ω ,
где
ω
— дрейфовая частота:
ω
=
k
y
k
B
T
qB
0
L
−
1
n
,
где
L
−
1
n
= (1
/n
0
)(
dn
0
/dx
)
,
k
y
= 2
π/λ
?
. Подставляя эту формулу в
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2007. № 2
25
