Самосжатый излучающий разряд высокой мощности с холодным стартом. Недосеев С.Л. - 42 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

W
th
= 0,5I
3
/( r M
1/2
) ТВт/см. (17)
Здесь ток I -в МА, M -в мкг/см, r - в мм.
Не следует переоценивать точность формул (16, 17) в применении к
реальному эксперименту. В "плазменном ливне" неоднородностями являются
не тороидальные магнитные пузыри на однородном плазменном фоне, а
радиальные плазменные струи, трансформирующиеся по мере сжатия пинча. По
этой причине для учета влияния структуры сравнительно крупномасштабных
неоднородностей в МГД-турбулентном "плазменном ливне" вышеуказанный
множитель χ должен рассчитываться из других предположений. Надежно его
значение можно определить только из эксперимента. Кроме того, сильная
зависимость мощности передачи энергии W
th
от тока I и радиуса r сжатой
плазмы в формулах (16, 17) требует детального знания радиального
распределения тока в пинче, чего эксперимент пока не дает.
4.2. Баланс мощностей в излучающем турбулентном пинче.
Будем считать, что мощность МГД-турбулентного нагрева (17)
передается ионной компоненте плазмы, а электроны нагреваются от ионов.
Оценка темпа энергопередачи от ионов к электронам для наших условий
показывает, что этот фактор не ограничивает передачи мощности в излучение.
Верхнюю оценку мощности излучения получим, следуя [8]. При среднем
пробеге кванта l
ν
, в предположении свободного выхода излучения, имеем:
W
rad
= 4Vσ
SB
T
4
/
l
ν
. (18)
Здесь σ
SB
-
постоянная Стефана - Больцмана. Величина l
ν
для плазмы
многозарядных ионов, определяется согласно [21]
выражением
l
ν
= 4.92*10
-11
A
2
T
4.5
/ [Z
m
(Z
m
+1)
2
I
m
ρ
2
] см. (19)
Здесь ρ =M/πr
2
, Z
m
- средний заряд иона, A - его атомный вес, I
m
- средний
потенциал ионизации, соответствующий плотности плазмы ρ (г/см
3
), и ее
температуре T (эВ), М (г/см) - погонная масса пинча, r (см) - его радиус.
Следует отметить, что при выводе выражений (18, 19) по методу [8] вклад
жесткой компоненты с энергией квантов, превышающей I
m
, существенно
завышен. Если пренебречь в (18, 19) вкладом жесткой компоненты, то
мощность излучения уменьшится примерно в три раза. В таком случае мы
                          Wth= 0,5I3 /( r M1/2)   ТВт/см.                             (17)
Здесь ток I -в МА, M -в мкг/см, r - в мм.
      Не следует переоценивать точность формул (16, 17) в применении к
реальному эксперименту. В "плазменном ливне" неоднородностями являются
не тороидальные магнитные пузыри на однородном плазменном фоне, а
радиальные плазменные струи, трансформирующиеся по мере сжатия пинча. По
этой причине для учета влияния структуры сравнительно крупномасштабных
неоднородностей в МГД-турбулентном "плазменном ливне" вышеуказанный
множитель χ должен рассчитываться из других предположений. Надежно его
значение можно определить только из эксперимента. Кроме того, сильная
зависимость мощности передачи энергии Wth от тока I и радиуса r сжатой
плазмы в формулах (16, 17) требует детального знания радиального
распределения тока в пинче, чего эксперимент пока не дает.


4.2. Баланс мощностей в излучающем турбулентном пинче.
      Будем    считать,       что   мощность      МГД-турбулентного         нагрева   (17)
передается ионной компоненте плазмы, а электроны нагреваются от ионов.
Оценка темпа энергопередачи от ионов к электронам для наших условий
показывает, что этот фактор не ограничивает передачи мощности в излучение.
      Верхнюю оценку мощности излучения получим, следуя [8]. При среднем
пробеге кванта lν, в предположении свободного выхода излучения, имеем:
               Wrad = 4VσSB T4 / lν.                                              (18)
      Здесь σSB    -   постоянная Стефана - Больцмана. Величина lν для плазмы
многозарядных ионов, определяется согласно [21] выражением
                         lν = 4.92*10-11A2 T4.5 / [Zm (Zm+1)2 Im ρ2 ] см.             (19)
Здесь ρ =M/πr2 ,        Zm - средний заряд иона, A - его атомный вес, Im - средний
потенциал ионизации, соответствующий плотности плазмы ρ (г/см3), и ее
температуре T (эВ), М (г/см) - погонная масса пинча, r (см) - его радиус.
Следует отметить, что при выводе выражений (18, 19) по методу [8] вклад
жесткой компоненты с энергией квантов, превышающей Im, существенно
завышен. Если пренебречь в (18, 19) вкладом жесткой компоненты, то
мощность излучения уменьшится примерно в три раза. В таком случае мы