Klasická difúze - Classical diffusion
 | Tento článek má několik problémů. Prosím pomozte vylepši to nebo diskutovat o těchto problémech na internetu diskusní stránka. (Zjistěte, jak a kdy tyto zprávy ze šablony odebrat) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)
|
Klasická difúze je klíčovým konceptem v fúzní síla a další pole, kde a plazma je omezen a magnetické pole. Zvažuje kolize mezi nimi ionty v plazmě, které způsobují, že se částice pohybují různými cestami a nakonec opouštějí uzavřený objem. Měří se s 1 / B2, kde B je síla magnetického pole, znamená, že doby zadržení lze výrazně zlepšit s malým zvýšením intenzity pole. V praxi nebyly rychlosti navržené klasickou difúzí u strojů v reálném světě nalezeny.
Popis
Difúze je náhodná procházka proces, který lze kvantifikovat pomocí dvou klíčových parametrů: Δx, velikost kroku a Δt, časový interval, kdy chodec provede krok. To znamená, že difúzní koeficient je definována jako D≡ (Δx)2/ (Δt).
Když je iont umístěn do magnetického pole, bude obíhat kolem siločar, zatímco bude pokračovat v pohybu po této linii s jakoukoli počáteční rychlostí, kterou měl. To vytváří spirálovitou cestu prostorem. Protože axiální rychlosti budou mít řadu hodnot, často založených na Statistiky Maxwella-Boltzmanna To znamená, že částice v plazmě projdou ostatními, když je předjíždějí nebo jsou předjížděny.
Pokud vezmeme v úvahu dva takové ionty pohybující se podél rovnoběžných axiálních cest, mohou se srazit, kdykoli se protáhnou jejich oběžné dráhy. Ve většině geometrií to znamená, že existuje podstatný rozdíl v okamžitých rychlostech, když se srazí - jedna by mohla jít „nahoru“, zatímco druhá by šla „dolů“ ve svých spirálových drahách. To způsobí, že srážky rozptýlí částice, což z nich dělá náhodné procházky. Nakonec tento proces způsobí, že jakýkoli daný iont nakonec opustí hranici pole a tím unikne „uvěznění“.
V rovnoměrném magnetickém poli prochází částice náhodnou chůzí přes siločáry o velikost kroku gyroradius ρ≡vth/ Ω, kde vth označuje tepelnou rychlost a Ω≡qB / m, gyrofrekvenci. Kroky jsou randomizovány kolizemi, aby se ztratila koherence. Časový krok neboli doba dekoherence je tedy inverzní ke kolizní frekvenci νC. Rychlost difúze je dána νCρ2, s poměrně příznivým B−2 zákon o změně měřítka.
V praxi
Když se téma kontrolované fúze poprvé studovalo, věřilo se, že plazma bude následovat klasickou rychlost difúze, což naznačuje, že lze relativně snadno dosáhnout užitečných omezujících časů.
V roce 1949 však tým, který studoval plazmové oblouky jako metodu separace izotopů, zjistil, že doba difúze byla mnohem delší, než jaká byla předpovídána klasickou metodou. David Bohm navrhl, aby to bylo v měřítku B. Pokud je to pravda, Bohmova difúze Znamenalo by to, že užitečné časy uvěznění by vyžadovaly neuvěřitelně velká pole.
V praxi stroje prokázaly širokou škálu rychlostí difúze mezi těmito dvěma extrémy.
