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Energy-balance equation and enhanced collisional plasma diffusion

H.K. Wimmel1970年被引用 13Nuclear FusionIF 3出版社

An exact energy-balance equation is derived from the first-order moments of the ion and electron transport equations. In this case the particle loss of a stationary plasma through an isobaric surface is expressed as the sum of several terms each of which contains a specific force (E-field, collisional friction, anisotropic pressure including inertial terms). The equation provides a general frame of interpretation for any stationary diffusion process or loss mechanism of a plasma. In particular, it is shown that Galeev-Sagdeev diffusion in an axisymmetric torus cannot be explained by the friction term η j2 or the Joule term ⋅, but comes about by pressure anisotropy. This result rests on the assumption that the perpendicular resistivity η⊥ is not altered in order of magnitude by the presence of trapped particles, an assumption that is plausible on account of recent work by Hinton and Oberman. For Tokamak-like parameters the effective pressure anisotropies required for explaining Galeev-Sagdeev diffusion are very small, of the order of 10−5 to 10−6.

日本語訳

イオンおよび電子の輸送方程式の一次モーメントから、正確なエネルギー収支方程式が導出される。この場合、等圧面を通る定常プラズマの粒子損失は、それぞれが特定の力(電場、衝突摩擦、異方性圧力、慣性項を含む)を含むいくつかの項の和として表される。この方程式は、プラズマの任意の定常拡散過程または損失機構に対する一般的な解釈の枠組みを提供する。特に、軸対称トーラスにおけるGaleev-Sagdeev拡散は、摩擦項ηj²またはジュール項では説明できず、異方性圧力によって生じることが示される。この結果は、垂直抵抗率η⊥が捕捉粒子の存在によって桁の大きさを変えないという仮定に基づいており、この仮定はHintonとObermanによる最近の研究により妥当であると考えられる。トカマク類似のパラメータに対して、Galeev-Sagdeev拡散を説明するために必要な有効圧力異方性は非常に小さく、10⁻⁵から10⁻⁶のオーダーである。

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Collisional plasma
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