Nyklassisk transport
Neoklassisk transport , även känd som neoklassisk diffusion och ofta förknippad med bananbanor , är en typ av diffusion som ses i fusionskraftreaktorer som har en övergripande toroidformad layout (som en munk). Det är en modifiering av klassisk diffusion , som lägger till effekter på grund av reaktorns geometri som ger upphov till nya diffusionseffekter.
Beskrivning
Klassisk transport modellerar ett plasma i ett magnetfält som ett stort antal partiklar som färdas i spiralformade banor runt en kraftlinje . I typiska reaktorkonstruktioner är linjerna ungefär parallella, så partiklar som kretsar kring intilliggande linjer kan kollidera och spridas . Detta resulterar i en slumpmässig vandringsprocess som så småningom leder till att partiklarna befinner sig utanför magnetfältet.
Neoklassisk transport lägger till effekterna av fältens geometri. Speciellt tar den hänsyn till fältet inuti tokamak och liknande toroidformade arrangemang, där fältet är starkare på den inre kurvan än på utsidan helt enkelt på grund av att magneterna är närmare varandra i det området. För att jämna ut dessa krafter vrids fältet som helhet till en spiral, så att partiklarna växelvis rör sig från insidan till utsidan av reaktorn.
I det här fallet, när partikeln passerar från utsidan till insidan, ser den en ökande magnetisk kraft. Om partikelenergin är låg kan detta ökande fält få partikeln att vända om, som i en magnetisk spegel . Partikeln färdas nu i motsatt riktning genom reaktorn, till yttergränsen, och sedan tillbaka mot insidan där samma reflektionsprocess sker. Detta leder till att en population av partiklar studsar fram och tillbaka mellan två punkter och spårar ut en väg som ser ut som en banan från ovan, de så kallade bananbanorna.
Eftersom varje partikel i den långa svansen av Maxwell-Boltzmann-fördelningen är föremål för denna effekt, finns det alltid en naturlig population av sådana bananpartiklar. Eftersom dessa färdas i motsatt riktning under hälften av sin omloppsbana, är deras driftbeteende oscillerande i rymden. Därför, när partiklarna kolliderar, är deras genomsnittliga stegstorlek (bananens bredd) mycket större än deras gyroradius, vilket leder till neoklassisk diffusion över magnetfältet.
Se även
- Wagner, F.; Wobig, H. (2005). "Magnetisk inneslutning". I Dinklage, Andreas; Klinger, Thomas; Marx, Gerrit; Schweikhard, Lutz (red.). Plasmafysik: inneslutning, transport och kollektiva effekter . Springer.