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Drift cyclotron instability of a plasma with hot ions

A.B. Mikhailovsky1965年被引用 62Nuclear FusionIF 3出版社

The author analyzes the role of drift-cyclotron instability, alluded to in ref. 2, in a spatially inhomogeneous plasma. This instability can occur in a not-too-dilute plasma with a finite Larmor radius of the ions, (ϱ/a)2 > (CA/C)2; (CA is the Alfvén velocity, ϱ is the Larmor radius of the ions, and a is the characteristic dimension of the inhomogeneity).The paper contains a detailed investigation of the effects on the instability criterion of various factors: the curvature of the lines of force and the inhomogeneity of the magnetic field, the form of the equilibrium particle velocity distribution function, the relationship between the transverse and longitudinal dimensions of the system, and the ratio of electron to ion temperature.The author concludes that, if the flute (hydrodynamic) instability is stabilized, the drift-cyclotron instability is the most dangerous for a system with a finite Larmor radius of the ions. This instability may be overcome by creating a system with finite intersection of the magnetic lines of force (shear). In short systems this instability need not occur if there is cold plasma of finite density between the hot plasma and the conducting ends of the apparatus.

日本語訳

著者は、空間的に不均一なプラズマにおけるドリフト・サイクロトロン不安定性の役割を分析している。この不安定性は、イオンのラーマー半径が有限である、それほど希薄でないプラズマにおいて、(ϱ/a)2 > (CA/C)2 のときに発生し得る(ここで CA はアルヴェーン速度、ϱ はイオンのラーマー半径、a は不均一性の特性長である)。本論文は、不安定性の基準に対する様々な要因の影響を詳細に調査している。すなわち、磁力線の曲率と磁場の不均一性、平衡状態における粒子速度分布関数の形状、系の横方向と縦方向の寸法の比、ならびに電子温度とイオン温度の比である。著者は、フルート(流体力学的不安定性)が安定化される場合、イオンのラーマー半径が有限である系においてドリフト・サイクロトロン不安定性が最も危険であると結論づけている。この不安定性は、磁力線の有限な交差(シア)を有する系を構築することによって克服され得る。短い系では、装置の高温プラズマと導電性端部の間に有限密度の冷たいプラズマが存在すれば、この不安定性は発生する必要がない。

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Cyclotron instability
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