к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Тиринг-неустойчивости

Тиринг-неустойчивости - неустойчивости неоднородной плазмы с током, находящейся в магн. поле, к-рые развиваются в окрестности нейтральных токовых слоев либо Х-линий и сопровождаются изменением топологии магн. поля, заключающимся в разрыве и пересоединении магн. силовых линий. По этой причине Т--н. (tearing instabilities) наз. также р а з р ы в н ы м и. В результате развития Т--н. в плазме возбуждаются тиринг-моды- возмущения плазмы, соответствующие пинчеванию равновесного тока, и, в частности, образованию т. н. магн. островов (областей плазмы с замкнутыми магн. силовыми линиями). Типичные конфигурации равновесного магн. поля для случаев нейтрального слоя и нейтральной X-линии приведены соответственно на рис. 1 и 2.

5021-3.jpg

Рис. 1. Конфигурация равновесного магнитного поля нейтрального слоя (а); образование магнитных островов (б).

В случае идеальной проводимости магн. поле вморожено в плазму и пересоединение магн. силовых линий невозможно. Для развития Т--н. условие вмороженности должно быть нарушено. Это возможно при действии след. факторов: столкновения частиц плазмы, квантового затухания, инерции носителей заряда, рассеянии частиц на турбулентных пульсациях, обусловленных микронеустойчиво-стями, с эфф. частотой столкновений vэф. В зависимости от соотношения между инкрементом неустойчивости g и частотой столкновений резонансных частиц v различают бес-столкновительный (g>v) либо столкновительный (g<v) режимы Т--н.

5021-5.jpg

Рис. 2. Равновесное магнитное поле для нейтральной X-линии.

Простейший пример Т--н. реализуется в модели Харри-са, описывающей неустойчивость плоского слоя плазмы толщиной L с плотностью равновесного тока jy(x) = - (cB0/4pL)/ch2(x/L), к-рый создаёт конфигурацию с обращённым магн. полем Bz(x) = B0th(x/L)(рис. 1, а). В бесстолкновит. плазме раскачка тиринг-моды за счёт черепковского резонанса с электронами происходит с характерным инкрементом для возмущений с продольными длинами волн lz>2pL. При возбуждении одной тиринг-моды конфигурация магн. поля в окрестности нейтрального слоя эволюционирует к образованию магн. островов (рис. 1, б). На уровне нелинейного насыщения Т--н. ширина магн. острова становится порядка ширины слоя перезамыкания для тепловых ионов dx~(LrВi)1/2 , где rBi - ларморовский радиус ионов. В бес-столкновительной плазме Т--н. стабилизируется при достаточно сильном размытии нейтрального слоя, когда выполнено условие L>>rBi.

5021-4.jpg


В плоских слоях с широм магн. поля вида B = Bz(x)ez + Byey место локализации Т--н. х~х0 определяется условием k||(x) = kB/B=0, где k - волновой вектор тиринг-моды. Ширина магн. острова, создаваемого отдельной тиринг-модой с амплитудой магн. поля dBxk , равна 5021-6.jpg , здесь 5021-7.jpg. При этом ти-ринг-мода не является чисто поперечной, а содержит примесь дрейфовой моды и может быть застабилизирована на линейном уровне за счёт перекачки своей энергии в дрейфовые колебания. Устойчивость тиринг-моды повышается также при наложении на плазму дополнит. магн. поля Bx, направленного поперёк нейтрального слоя.

При возбуждении тиринг-турбулентности либо отдельных тиринг-мод с перекрывающимися магн. островами происходит стохастизация магн. силовых линий и, как следствие, повышение диффузии плазмы через нейтральный слой.

Нелинейное насыщение Тиринг-неустойчивости обусловлено захватом резонансных частиц в магн. острова, квазилинейной релаксацией анизотропной функции распределения частиц плазмы по скоростям и уширением магн. островов до размеров токового слоя.

Литература по Тиринг-неустойчивостям

  1. Furth H., Killeen Y., Rosenbluth M., Finite-resistivity instabilities of a sheet pinch, "Physics of Fluids", 1963, v. 6, p. 459;
  2. Zelenу L. M., Taktakishvili A. L., Spontaneous magnetic recon-nection mechanismes in plasma, "Astrophys. and Space Science", 1987, v. 134, p. 185;
  3. Арцимович Л. А., Сагдеев Р. 3., Физика плазмы для физиков, M., 1979;
  4. Основы физики плазмы, под ред. А. А. Галеева, P. Судана, т. 2, M., 1984.

H. С. Ерохин, Л. M. Зелёный.

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что в 1965 году два американца Пензиас (эмигрант из Германии) и Вильсон заявили, что они открыли излучение космоса. Через несколько лет им дали Нобелевскую премию, как-будто никто не знал работ Э. Регенера, измерившего температуру космического пространства с помощью запуска болометра в стратосферу в 1933 г.? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution