Время жизни

Говоря о свойствах плазмы, мы не упомянули об одной из важнейших ее характеристик - времени жизни частиц, или времени жизни энергии в плазме. Нужно было пройти длинный путь от первоначальной формулировки идеи магнитной термоизоляции до создания и тщательного исследования мощных установок Токамак, чтобы убедиться, что и эти системы далеки от совершенства. Даже в описанной выше сложной комбинации магнитных полей частицы не могут существовать как угодно долго. Несмотря на все ухищрения теоретиков и экспериментаторов, термоизоляция плазмы оказывается неидеалъной, энергия различными путями утекает из плазмы. Быстрые частицы ускользают из магнитной ловушки и уносят энергию на стенки камеры.

В установках Токамак время жизни частиц составляет сотые доли секунды. В человеческих масштабах это очень маленькое время. Но попробуйте стать на "точку зрения" отдельной частицы в плазменном витке. Каждая частица движется с громадной скоростью, измеряемой тысячами километров в секунду. За время жизни она проходит десятки километров, много раз облетает по всему плазменному витку, прежде чем уйдет из него. Так что с собственных позиций частицы ее время жизни велико. Велико, но недостаточно. Ведь чем дольше живут в плазме быстрые частицы, тем больше вероятность, что за это время они столкнутся с другими частицами и произойдет реакция синтеза. Вероятность столкновения зависит также от концентрации частиц в плазме (рис. 8). Чем больше концентрация частиц, тем больше партнеров встретит на своем пути каждая частица за время жизни. Произведение концентрации на время жизни - это и есть вероятность столкновения. А для того чтобы оно было удачным и произошла реакция синтеза, нужна вдобавок высокая температура. Поэтому фактически основных параметров плазмы у нас два: температура и произведение времени жизни на концентрацию.

перейти к началу страницы