«ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПЛАЗМЫ»

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПЛАЗМЫ в энциклопедиях

Поделиться

Физическая энциклопедия

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПЛАЗМЫ

-перенос теплоты (энергии), связанный с хаотич. движением частиц и приводящий к выравниванию температур компонент плазмы (см. также Переноса процессы). Большая разница между массами электронов т е и ионов mi (нейтралов) приводит к медленной релаксации энергии между ними. Поэтому разделяют темп-ры электронов Т е и тяжёлых частиц Т i

В отсутствие магн. поля Н или вдоль него (при наличии) коэффициенты Т. п. оцениваются из газокинетич. теории:

5014-26.jpg

где cj -теплоёмкость соответствующей компоненты плазмы, vj частота столкновений, lj- - длина свободного пробега. При еi отношение 5014-27.jpg т. <е. в полностью ионизованной плазме в отсутствие магн. поля Т. п. обусловлена в осн. электронной компонентой.

Наложение магн. поля, сдерживающего движение заряж. частиц поперёк поля, снижает и коэф. Т. п. поперёк Н (на этом основана магн. термоизоляция плазмы). Коэф. Т. п. поперёк однородного магн. поля

5014-28.jpg

где 5014-29.jpg -ларморовский радиус. В этом случае, как видно из (2), Т. п. в направлении поперёк Н обусловлена ионами; при сравнимых темп-рах 5014-30.jpg В магн. поле сложной конфигурации поперечное смещение частиц между столкновениями может превышать ларморовский радиус, так что коэф. 5014-31.jpg оказывается больше определённого ф-лой (2), оставаясь малым по сравнению с (J). Напр., в токамаке в режиме редких столкновений неоклассич. коэф. поперечной Т. п. в 5014-32.jpg раз больше, чем (2) (здесь a, R - малый и большой радиусы тора, Hf, Н р - тороидальное и полоидальное магн. поля). Наблюдаемая поперечная Т. п. часто оказывается намного больше, чем классическая, обусловленная столкновениями, оставаясь малой по сравнению с продольной (1). Эта аномальная Т. п. обусловлена, возникающей в результате развития неустойчивоетёй турбулентностью. Появляющиеся при этом случайные электрич. поля приводят к случайным дрейфам частиц в скрещенных полях поперёк Н, а случайные магн. поля (случайное искривление магн. силовых линий) - к тому, что перемещение частиц вдоль мгновенных силовых линий приводит к их смещению поперёк среднего H (см. Дрейф заряженных частиц). В тока-маке классическую Т. п. особенно сильно превосходит поперечная, обусловленная электронами.

В слабоионизованной плазме выделять электронную Т. п. имеет смысл лишь при достаточно высокой степени ионизации, когда межэлектронные столкновения устанавливают максвелловскую ф-цию распределения электронов. В случае низкой ионизации, когда длина релаксации энергии электронов есть одновременно длина установления ф-ции распределения, перенос электронов следует описывать кинетически.

Лит.: Хинтон Ф., Явления переноса в столкновительной плазме, пер. с англ., в кн.: Основы физики плазмы, т. 1, М., 1983; Рожанский В. А., Цендин Л. Д., Столкновительный перенос в частично ионизованной плазме, М., 1988.

В. А. Рожанский, Л. Д. Цендин,