The time evolution of a plasma confined in a tandem mirror with thermal barriers has been studied. A physics model is given which describes the kinetic interactions in velocity space between the particles of the various plasma species that exist in each spatial region of the confinement, and the effects of a variety of particle and energy sources applied to the plasma. The analysis includes particle and energy rate equations for the various species determining the plasma confinement. The analysis also includes quasi-neutrality and ambipolarity conditions which define the ambipolar potential profile along the axis of the device as well as expressions for the passing particle densities in each region. This model describes in a self-consistent manner the time evolution of tandem mirror confinement with thermal barriers including the steady-state phase of operation. The resulting system of equations is solved numerically. The axicell MFTF-B configuration has been studied specifically. A possible startup scenario has been obtained. The results show the time sequence that must be followed to build up a plasma from given initial conditions to the steady-state phase by means of appropriately programmed particle and energy sources applied to the plasma.
熱障壁を有するタンデムミラーに閉じ込められたプラズマの時間発展が研究された。閉じ込めの各空間領域に存在する様々なプラズマ種の粒子間の速度空間における運動論的相互作用、およびプラズマに印加される様々な粒子源とエネルギー源の効果を記述する物理モデルが与えられる。この解析には、プラズマ閉じ込めを決定する様々な種に対する粒子およびエネルギーのレート方程式が含まれる。また、この解析には、装置の軸に沿った両極性電位分布を決定する準中性条件および両極性条件と、各領域における通過粒子密度の表式が含まれる。このモデルは、定常状態の動作を含む、熱障壁を有するタンデムミラー閉じ込めの時間発展を自己無撞着に記述する。結果として得られる方程式系は数値的に解かれる。軸方向セルMFTF-B配位が具体的に研究された。可能な立ち上げシナリオが得られた。結果は、プラズマに適切にプログラムされた粒子源およびエネルギー源を印加することにより、与えられた初期条件から定常状態までプラズマを構築するために従わなければならない時間的順序を示す。