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文档简介
1、等离子体物理第三章 等离子体中的碰撞 本次课内容第三章 等离子体中的碰撞 3.5 碰撞分析的应用3.6 一些参数的数量级3.5 碰撞分析的应用3.5.1 高能电子的碰撞：“摩擦力”3.5.2 等离子体电导率和电阻率3.5.3 扩散：垂直/平行3.5.4 能量平衡3.5.1 高能电子高能电子,因碰撞损失动量 在没有其他力的情况下 等价于电子受到一个有效“摩擦”力(ne=zni)碰撞频率 3.5.1 高能电子Z=1, 2/3e,1/3i ,Ff 电场中,电子受到加速力 |eE|Ff|：电子加速 电子“逃逸” 条件(不受摩擦力)3.5.2 等离子体电导率 体电子被电场加速,被碰撞减速 摩擦力仅由引起
2、。电子受力稳态时电流定义电导率电阻率3.5.2 等离子体电导率只有一种离子时Te,考虑高能电子尾部, 精确计算得3.5.3 扩散(1) 平行扩散 平行于磁场的运动,平均自由程电子扩散系数离子3.5.3 扩散(2) 垂直扩散 垂直方向,电子可作为步长rL频率的随机行走离子带相同电荷量,相似碰撞碰撞中引导中心 的位置改变的改变是由于碰撞引起的动量改变 3.5.3 扩散总动量守恒,则大小相等，方向相反大小相等，方向相反 相似粒子碰撞,引导中心的平均位置不变碰撞产生的垂直场扩散, 回旋中心位置跳动,但平均位置不变3.5.3 扩散不同电荷粒子间,非相似碰撞 e,i的碰撞扩散率相同碰撞中有能量输运,热扩散率碰撞中离子能更有效地传递能量3.5.4 能量平衡TeTi,则e-i间的能量交换趋向于使Te=Ti 能量交换比动量交换慢 me/mi倍 单位体积的热交换率Hei3.6 一些参数的数量级 实验室等离子体, ln=1216, 变化非常慢 即1/ei5 s,碰撞可忽略(入射电磁波) 温度1 keV的等离子体的电阻率与铜板的电阻率 相同(210-8 m) 欧姆加热 ,低温高效,高温低效欧姆加热不能达到聚变的点火温度第三章作业 一束E=100keV的高能电子入射到氢等离子体中，与离子和电子发生碰撞，假设氢离子处于静态，且氢等离子体参数如
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