Пробкотрон

«Пробкотро́н» (ловушка с магнитными пробками) — в физике плазмы один из видов открытых линейных плазменных ловушек с магнитными зеркалами (или «пробками»). Изобретены независимо друг от друга в 1950-е годы Р. Постом^{[англ.][1]} и Г. И. Будкером^[2].

Упрощенная схема. По краям расположено два «магнитных зеркала» («пробки»).

Представляют собой открытую ловушку для удержания плазмы. Открытыми они названы, поскольку имеют линейную, незамкнутую форму, причём линии магнитного поля пересекает торцы плазменной области, которая как бы «открыта» с концов. Для удержания плазмы в них создается особая конфигурация магнитного поля, линии которого сближаются вблизи торцов, что создает подобие пробки для заряженных частиц (зеркала, уменьшающие утечку плазмы). В простейшем случае пробка состоит из нескольких катушек. Для стабилизации неустойчивостей в плазме в пробках используются сложные конфигурации магнитного поля, например, квадрупольное (палки Иоффе), «бейсболл» и «иньянь»^[3][4]

В пробкотроне (который может представлять собой, например, трубу внутри соленоидальной катушки) создается продольное магнитное поле, причём на торцах трубы плотность витков обмотки больше, и магнитное поле выше, чем в центре. Заряженные частицы плазмы, двигаясь вдоль магнитных силовых линий, отражаются от областей более сильного поля — пробок. Существуют и другие конструкции пробкотронов, например Антипробкотрон (biconic cusp), в котором ток в торцевых катушках направлен в разные стороны.

Долгое время считалось, что такой тип установок обречен иметь очень низкую температуру плазмы, и они могут служить лишь в качестве инструмента изучения фундаментальных свойств плазмы и стендов для поддерживающих экспериментов для ИТЭР. Однако, в последние годы исследователи ИЯФ на установке ГДЛ (ГазоДинамическая Ловушка) сумели значительно увеличить температуру нагрева плазмы, в 2016 году доведя её до рекордных 10 миллионов градусов по Цельсию. Время удержания плазмы составило миллисекунды.^[5]

Замечание

В тех. жаргоне пробкотроном называют любой мощный электрический прибор, создающий помехи в сети или приводящий к срабатыванию предохранителей («пробок»)^{[источник не указан 2997 дней]}. Также термином «пробкотрон» в шутку обозначают любую неработающую, плохо работающую или крупногабаритную установку^{[источник не указан 2997 дней]}.

См. также

• Адиабатическая ловушка
• Стелларатор
• Токамак

Литература

• Котельников И. А. Лекции по физике плазмы. Том 1: Основы физики плазмы. — 3-е изд. — СПб.: Лань, 2021. — 400 с. — ISBN 978-5-8114-6958-1.
• Котельников И. А. Лекции по физике плазмы. Том 2: Магнитная гидродинамика. — 3-е изд. — СПб.: Лань, 2021. — 446 с. — ISBN 978-5-8114-6933-8.

Примечания

1. R. F. Post, Proc. of Second U.N. Int. Conf. on Peaceful Uses of Atomic Energy, Vol. 32, Paper A/Conf. 15/P/377, Geneva (1958), pp. 245-265  (неопр.). Архивировано 9 октября 2022 года.
2. Г.И. Будкер, Физика плазмы и проблема управляемых термоядерных реакций, Т. 3, Изд. АН СССР, Москва (1958), стр. 3-31  (неопр.). Дата обращения: 14 декабря 2022. Архивировано 16 октября 2021 года.
3. "The simplest stabilizer ('anchor') was proposed by Ioffe Архивная копия от 13 сентября 2016 на Wayback Machine / A. I. Morozov, Introduction to Plasma Dynamics — CRC Press, 2012, ISBN 9781439881330, page 106—107 (англ.)
4. Геннадий Степанович Воронов. Штурм термоядерной крепости Архивная копия от 18 сентября 2016 на Wayback Machine. (Выпуск 37 серии «библиотечка квант») — М., Наука, 1985—192 с. 100 000 экз. — Глава III Магнитные ловушки, стр 46-66; рис. 3.11 (стр 58)
5. Шаг к альтернативному термояду Архивная копия от 28 августа 2016 на Wayback Machine // Наука и жизнь, 12 августа 2016