Основы физики плазмы и управляемого синтеза

Титульный лист (англ)......Page 2
Титульный лист......Page 3
Аннотация......Page 4
Оглавление......Page 5
Предисловие редактора русского издания......Page 10
Предисловие......Page 12
§1.1. Введение......Page 15
§ 1.2. Квазинейтральность и затухание Ландау......Page 18
§ 1.3. Термоядерная плазма......Page 20
§2.1. Функция распределения в пространстве скоростей, электронная и ионная температуры......Page 25
§ 2.2. Плазменная частота, дебаевская длина......Page 27
§ 2.3. Циклотронная частота, ларморовский радиус......Page 28
§ 2.4. Дрейфовая скорость ведущего центра......Page 29
§ 2.5. Магнитный момент, пробочное удержание, продольный адиабатический инвариант......Page 32
§ 2.6. Время кулоновских столкновений, инжекция быстрых нейтральных атомов......Page 35
§2.7. Убегающие электроны, поле Драйсера......Page 41
§ 2.8. Электрическое сопротивление, омический нагрев......Page 42
§ 2.9. Многообразие временных и пространственных масштабов в плазме......Page 43
§ 3.1. Уравнения Максвелла......Page 45
§ 3.2. Магнитная поверхность......Page 48
§ 3.3. Уравнение движения заряженной частицы......Page 49
§ 3.4. Траектория заряженной частицы в осесимметричной системе......Page 52
§ 3.5. Дрейф ведущего центра в тороидальном поле......Page 54
3.5а. Траектория ведущего центра пролетной частицы......Page 56
3.5b. Траектория ведущего центра запертой частицы......Page 57
§ 3.6. Траектория ведущего центра и магнитная поверхность......Page 59
§ 3.7. Влияние продольного электрического поля на банановые орбиты......Page 60
§4.1. Фазовое пространство и функция распределения......Page 62
§ 4.2. Уравнения Больцмана и Власова......Page 63
§5.1. Уравнения двужидкостной магнитной гидродинамики......Page 67
§ 5.2. Одножидкостная магнитная гидродинамика......Page 70
§ 5.3. Упрощенные МГД уравнения......Page 72
§ 5.4. Магнитозвуковые волны......Page 74
§ 6.1. Баланс давлений......Page 78
§ 6.2. Уравнения равновесия для систем с осевой и трансляционной симметриями......Page 80
§ 6.3. Равновесие в токамаке......Page 83
§ 6.4. Полоидальное поле и равновесие плазмы в токамаке......Page 89
§ 6.5. Предел по параметру бета......Page 93
§ 6.6. Ток Пфирша—Шлютера......Page 95
§ 6.7. Теорема вириала......Page 97
Глава 7. Диффузия плазмы, время удержания......Page 101
7.1а. Магнитогидродинамическое описание......Page 103
7.1b. Приближение отдельных частиц......Page 105
§ 7.2. Неоклассическая диффузия электронов в токамаке......Page 106
§ 7.3. Потери на флуктуациях, бомовская диффузия и конвективные потери......Page 109
§ 7.4. Потери на флуктуациях магнитного поля......Page 113
Глава 8. Магнитогидродинамические неустойчивости......Page 115
8.1а. Перестановочная неустойчивость......Page 116
8.1b. Критерий устойчивости перестановочной моды, магнитная яма ......Page 120
8.1d. Винтовая неустойчивость (змейка)......Page 124
8.2а. Линеаризация магнитогидродинамических уравнений......Page 126
8.2b. Энергетический принцип......Page 129
8.3а. Неустойчивости плазмы с резкой границей: критерий Крускала—Шафранова......Page 133
8.3b. Неустойчивости плазмы с диффузной границей......Page 137
8.3с. Критерий Сайдема......Page 142
8.3d. Конфигурация токамака......Page 143
8.3е. Пинч с обращенным полем......Page 145
§ 8.4. Магнитогидродинамическое уравнение Хайна—Люста......Page 150
§ 8.5. Баллонная неустойчивость......Page 152
§ 8.6. Моды, связанные с градиентами плотности и температуры......Page 156
Глава 9. Резистивная неустойчивость......Page 160
§ 9.1. Тиринг-неустойчивость......Page 161
§9.2. Резистивная дрейфовая неустойчивость......Page 166
Глава 10. Распространение электромагнитных волн в плазме......Page 172
§ 10.1. Дисперсионное уравнение волн в холодной плазме......Page 173
10.2а. Поляризация и движение частиц......Page 177
10.2b. Явления отсечки и резонанса......Page 178
§ 10.3. Волны в двухкомпонентной плазме......Page 179
10.4а. Альфвеновские волны......Page 184
10.4b. Ионные циклотронные и быстрые магнитозвуковые волны......Page 185
10.4с. Нижнегибридный резонанс......Page 187
10.4е. Электронные циклотронные волны......Page 189
§ 10.5. Электростатические волны......Page 190
§ 11.1. Затухание Ландау и резонансная раскачка......Page 193
§ 11.2. Времяпролетное затухание......Page 197
§ 11.3. Циклотронное затухание......Page 198
§ 11.4. Квазилинейная теория эволюции функции распределения......Page 201
Глава 12. Распространение волн и волновой нагрев......Page 204
§ 12.1. Поток энергии......Page 205
§ 12.2. Приближение геометрической оптики......Page 209
§ 12.3. Тензор диэлектрической проницаемости, поглощение волн и нагрев......Page 210
§ 12.4. Ионный циклотронный нагрев......Page 217
§ 12.5. Нижнегибридный нагрев......Page 221
§ 12.6. Электронный циклотронный нагрев......Page 225
§ 13.1. Дисперсионное уравнение для электростатических волн......Page 229
§ 13.2. Двухпотоковая неустойчивость......Page 231
§ 13.3. Неустойчивость электронного пучк......Page 232
§ 13.4. Неустойчивость Харриса......Page 233
14.1а. Формулировка подхода......Page 237
14.1Ь. МГД составляющая потенциальной энергии......Page 238
14.1с. Энергия горячей компоненты......Page 241
14.1d. Инкремент фишбон-неустойчивости......Page 244
§ 14.2. ТАЕ-моды......Page 247
14.2а. Собственные альфвеновские моды, индуцированные тороидальностью......Page 248
14.2b. Неустойчивость ТАЕ-мод, вызванная быстрыми частицами......Page 253
14.2с. Различные альфвеновские моды......Page 261
Глава 15. История термоядерных исследований......Page 264
§ 16.1. Установки токамак......Page 277
§ 16.2. Равновесие......Page 281
16.2b. Случай отсутствия кожуха......Page 282
16.2с. Предельное равновесное значение бета для токамака с вытянутым сечением......Page 283
§ 16.3. МГД устойчивость и предел по плотности......Page 284
§ 16.4. Предел по бета для плазмы вытянутого сечения......Page 286
§ 16.5. Контроль за примесями, приграничный слой и дивертор......Page 288
§ 16.6. Скейлинг L-моды......Page 294
§ 16.7. Н-мода и режимы с улучшенным удержанием......Page 297
16.8а. Возбуждение тока нижнегибридными волнами......Page 305
16.8Ь. Возбуждение тока электронными циклотронными волнами......Page 309
16.8с. Нейтральная инжекция и возбуждение тока......Page 312
16.8d. Бутстрэп-ток......Page 315
§ 16.9. Неоклассическая тиринг-мода......Page 317
16.10а. Инкремент моды резистивного кожуха......Page 324
16.10b. Стабилизация обратной связью......Page 331
§ 16.11. Параметры токамака—реактора......Page 333
17.1а. Конфигурация пинча с обращенным полем......Page 343
17.1и. МГД релаксация......Page 344
17.1с. Удержание......Page 348
17.1d. Поддержание тока переменным полем......Page 349
17.2а. Винтовое поле......Page 350
7.2b. Стеллараторные установки......Page 354
17.2с. Неоклассическая диффузия в винтовом поле......Page 355
17.2d. Удержание плазмы в стеллараторах......Page 359
§ 17.3. Открытые системы......Page 361
17.3а. Время удержания в пробочных ловушках и каспах......Page 362
17.3b. Эксперименты по удержанию плазмы в пробочных ловушках......Page 364
17.3с. Неустойчивости в пробочных ловушках......Page 365
17.3d. Амбиполярные ловушки......Page 368
Глава 18. Инерционное удержание......Page 375
§ 18.1. Условие поджига......Page 376
§ 18.2. Имплози......Page 379
Приложение А. Вывод уравнений МГД......Page 384
§ В.1. Интеграл энергии в наглядной форме......Page 389
§ В.2. Интеграл энергии для осесимметричных тороидальных систем......Page 392
§ В.З. Интеграл энергии для баллонных мод с высокими значениям......Page 397
§ С. 1. Дисперсионное уравнение для горячей плазмы......Page 400
§ С.2. Решение линеаризованного уравнения Власова......Page 402
§ С.З. Тензор диэлектрической проницаемости горячей плазмы......Page 404
§ С.4. Тензор диэлектрической проницаемости би-максвелловской плазмы......Page 407
§ С.5. Закон дисперсии электростатических волн......Page 409
§ С6. Закон дисперсии электростатических волн в неоднородной плазме......Page 410
Физические константы, плазменные величины и математические формулы......Page 415
Предметный указатель......Page 419