Manyetik ayna - Magnetic mirror

Bu, yüklü bir parçacığın hareketini içeren temel bir manyetik ayna makinesini gösterir. Merkezdeki halkalar, sınırlama alanını yatay olarak genişletir, ancak kesinlikle gerekli değildir ve birçok ayna makinesinde bulunmaz.

Rusya'da manyetik tuzak (магнитный захват) ve kısaca ABD'de pirotron olarak bilinen bir manyetik ayna , manyetik alanlar kullanarak yüksek sıcaklıklı plazmayı yakalamak için füzyon gücünde kullanılan bir tür manyetik hapsetme cihazıdır . Ayna, stellarator ve z-pinch makineleriyle birlikte füzyon gücüne en erken yaklaşımlardan biriydi .

Klasik bir manyetik aynada, kapalı alanın her iki ucunda artan manyetik alan çizgileri yoğunluğuna sahip bir alan oluşturmak için bir elektromıknatıs konfigürasyonu kullanılır . Uçlara yaklaşan parçacıklar, sonunda yön değiştirmelerine ve hapsetme alanına geri dönmelerine neden olan artan bir kuvvete maruz kalır. Bu ayna etkisi , yalnızca sınırlı hız ve yaklaşma açıları aralığındaki parçacıklar için ortaya çıkar, sınırların dışındakiler kaçacak ve aynaları doğal olarak "sızdıran" hale getirecektir.

Edward Teller tarafından erken füzyon cihazlarının bir analizi , temel ayna kavramının doğası gereği kararsız olduğuna işaret etti. 1960'da Sovyet araştırmacıları, bunu ele almak için yeni bir "minimum-B" konfigürasyonu sundular, bu daha sonra İngiliz araştırmacılar tarafından "beyzbol bobini" ve ABD tarafından "yin-yang mıknatısı" düzenine değiştirildi. Bu tanıtımların her biri, çeşitli kararsızlıkları sönümleyerek, ancak daha büyük mıknatıs sistemleri gerektirerek performansta daha fazla artışa yol açtı. Tandem ayna aynı zamanlarda ABD ve Rusya'da geliştirilen konsept, muazzam mıknatıslar ve güç girişi gerektirmeden enerji pozitif makineler yapmak için bir yol önerdi.

1970'lerin sonlarında, tasarım problemlerinin çoğu çözülmüş olarak kabul edildi ve Lawrence Livermore Laboratuvarı , bu kavramlara dayalı olarak Mirror Fusion Test Facility'nin (MFTF) tasarımına başladı . Makine 1986'da tamamlandı, ancak bu zamana kadar daha küçük Tandem Ayna Deneyi üzerinde yapılan deneyler yeni sorunları ortaya çıkardı. Bir dizi bütçe kesintisinde, MFTF mothballed ve sonunda rafa kaldırıldı. Bumpy torus adı verilen bir füzyon reaktörü konsepti , bir halkada birleştirilmiş bir dizi manyetik aynadan yararlandı. 1986 yılına kadar Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda araştırıldı . Ayna yaklaşımı o zamandan beri tokamak lehine daha az gelişme gördü , ancak ayna araştırmaları bugün Japonya ve Rusya gibi ülkelerde devam ediyor.

Tarih

Erken iş

Lawerence Livermore'un 1955'te hala sınıflandırıldığı sırada görülen Q-cumber cihazı. Ayna efektini kullanarak hapsetmeyi açıkça gösteren ilk kişilerden biriydi.

Manyetik-ayna plazma hapsi kavramı bağımsız tarafından erken 1950'lerde önerilmişti Gersh Budker de Kurçatov Enstitüsü , Rusya ve Richard F. mesaj at Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarında ABD'de.

1951'de Sherwood Projesi'nin kurulmasıyla Post, ayna konfigürasyonunu test etmek için küçük bir cihaz geliştirmeye başladı. Bu , dış çevresinde mıknatıslar bulunan doğrusal bir ateş borusundan oluşuyordu . Mıknatıslar iki set halinde düzenlenmiştir, bir set küçük mıknatıslar tüpün uzunluğu boyunca eşit aralıklarla yerleştirilmiştir ve diğer bir çift çok daha büyük mıknatıslar her iki uçta. 1952'de, sonundaki ayna mıknatıslar açıldığında tüp içindeki plazmanın çok daha uzun süre hapsedildiğini gösterebildiler. O zaman, bu cihaza "pirotron" adını verdi, ancak bu isim tutmadı.

kararsızlıklar

1954'te füzyon üzerine şimdilerde ünlü olan bir konuşmada Edward Teller , dışbükey manyetik alan çizgilerine sahip herhangi bir cihazın kararsız olacağını, bugün flüt kararsızlığı olarak bilinen bir problem olduğunu belirtti . Ayna tam olarak böyle bir konfigürasyona sahiptir; manyetik alan, alan kuvvetinin arttığı uçlarda oldukça dışbükeydi. Bu, Post tarafından ciddi endişelere yol açtı, ancak sonraki yıl boyunca ekibi bu sorunlara dair hiçbir işaret bulamadı. Ekim 1955'te o kadar ileri gitti ki "ayna makinesi durumunda en azından bu hesaplamaların ayrıntılı olarak uygulanmadığı artık açıkça ortaya çıkıyor."

Rusya'da, ilk küçük çaplı ayna ( "probkotron") de 1959 yılında inşa edilen Nükleer Fizik Budker Enstitüsü içinde Novosibirsk , Rusya. Teller'ın uyardığı sorunu hemen gördüler. Post altındaki ABD ekipleri bu tür sorunlara dair herhangi bir kanıttan yoksun kalmaya devam ettiğinden, bu bir gizeme yol açtı. 1960'da Post ve Marshall Rosenbluth , "en basit hidromanyetik teorinin kararsızlığı öngördüğü bir kararlılıkla sınırlı plazmanın varlığına dair kanıt sağlayan" bir rapor yayınladı.

1961'de Saltzberg'de plazma fiziği üzerine bir toplantıda , Sovyet delegasyonu istikrarsızlığı gösteren önemli veriler sunarken, ABD ekipleri hiçbirini göstermemeye devam etti. Lev Artsimovich'in hazırlıksız bir sorusu meseleyi çözdü; ABD makinelerindeki cihazlardan üretilen çizelgelerin kullanılan dedektörlerin çıkışında iyi bilinen bir gecikme için ayarlanıp ayarlanmadığını sorduğunda, 1 ms'lik görünen kararlılığın aslında 1 ms olduğu aniden ortaya çıktı. ölçümlerde gecikme Post, "şimdi basit bir manyetik ayna geometrisi içinde sıcak iyonlarla plazmanın uzun ve kararlı bir şekilde hapsedildiğini gösteren tek bir deneysel gerçeğimiz yok" sonucuna varmak zorunda kaldı.

Yeni geometriler

Beyzbol II, 1969'da inşaat sırasında burada görülen beyzbol bobini tasarımının süper iletken bir versiyonuydu.
1978 2X manyetik şişe deneyi. Fred Coensgen'in fotoğrafı. Silindir bir takım nötr ışın enjektörünü tutar, aynanın kendisi görünmez.

Potansiyel istikrarsızlıklar konusu bir süredir sahada değerlendirilmiş ve bir takım olası çözümler getirilmiştir. Bunlar genellikle manyetik alanın şeklini değiştirerek çalıştı, böylece "minimum-B" konfigürasyonu olarak adlandırılan her yerde içbükey oldu.

Aynı 1961 toplantısında, Mikhail Ioffe bir minimum-B deneyinden elde edilen verileri tanıttı. Tasarımı, minimum B konfigürasyonu üretmek için plazmayı bükülmüş bir papyon şeklinde bükmek için normalde tipik bir aynanın iç kısmında bir dizi ek akım taşıyan çubuk kullandı. Bunun, hapsetme sürelerini milisaniye sırasına büyük ölçüde iyileştirdiğini gösterdiler. Bugün bu düzenleme "Ioffe barlar" olarak bilinir.

Culham Fusion Energy Merkezi'ndeki bir grup , orijinal halkaları ve çubukları bir tenis topunun dikişine benzer tek bir yeni düzenlemede birleştirerek Ioffe'nin düzenlemesinin geliştirilebileceğini kaydetti. Bu konsept, bir beyzboldaki dikişten sonra yeniden adlandırıldığı ABD'de alındı. Bu "beyzbol bobinleri", reaktörün iç hacmini açık bırakarak teşhis aletlerine kolay erişim sağlamaları gibi büyük bir avantaja sahipti. Olumsuz tarafı, plazma hacmine kıyasla mıknatısın boyutu elverişsizdi ve çok güçlü mıknatıslar gerektiriyordu. Post daha sonra, aynı alan konfigürasyonunu, ancak daha küçük bir hacimde üretmek için iki C-şekilli mıknatıs kullanan "yin-yang bobinleri" adlı bir başka gelişmeyi tanıttı.

ABD'de füzyon programında büyük değişiklikler yapılıyordu. Robert Hirsch ve asistanı Stephen O. Dean , Sovyet tokamaklarında görülen ve güç üretiminin artık gerçek bir olasılık olduğunu öne süren büyük performans artışından heyecan duydular . Hirsch programı, bir dizi koordinesiz bilim deneyi olarak alay ettiği bir programdan, sonunda başabaşa ulaşmak için planlı bir çabaya dönüştürmeye başladı . Bu değişikliğin bir parçası olarak, mevcut sistemlerin gerçek bir ilerleme göstermesini veya iptal edilmesini talep etmeye başladı. İnişli çıkışlı torus , Levitron ve Astron tüm savaşmadan değil, terk edildi.

Dean, Livermore'un ekibiyle bir araya geldi ve Astron'un büyük olasılıkla kesileceğini ve aynaların da iyileştirilmesi veya yüz kesmesi gerektiğini açıkça belirtti, bu da laboratuvarı büyük füzyon projeleri olmadan bırakacaktı. Aralık 1972'de, Dean ayna ekibiyle bir araya geldi ve bir dizi talepte bulundu; sistemlerini 10 bir nT değerini göstermek gerekir 12 8x10 arasında 2XII üzerinde mevcut en iyi sayısına kıyasla, 9 . Araştırmacıların bunun imkansız olacağına dair kayda değer endişelerinden sonra, Dean 1975 sonunda 10 11'in gösterilmesinden vazgeçti .

DCLC

2XII, Dean'in taleplerinin ihtiyaç duyduğu seviyeye hiçbir yerde yakın olmasa da, yine de yin-yang düzenlemesinin uygulanabilir olduğunu göstermede son derece başarılıydı ve daha önceki aynalarda görülen büyük kararsızlıkları bastırdı. Ancak deneyler 1973'e kadar devam ettikçe sonuçlar beklendiği gibi gelişmedi. Dean'in koşullarına ulaşmak için sıcaklığı hızlı bir şekilde yükseltmek için nötr ışın enjeksiyonunun eklenmesiyle performansı kaba kuvvetle zorlamak için planlar ortaya çıktı . Sonuç, "kirişler" için B olan 2XIIB oldu.

2XIIB kurulurken, Kasım 1974'te Fowler, Ioffe'den başka hiçbir açıklaması olmayan bir dizi osiloskop izi fotoğrafını içeren bir mektup aldı . Fowler, çalışma sırasında sıcak plazma enjekte etmenin hapsetmeyi iyileştirdiğini gösterdiklerini fark etti. Bu, "sürüklenme-siklotron kayıp konisi" veya DCLC olarak bilinen, uzun zamandır beklenen, şimdiye kadar görülmemiş bir kararsızlıktan kaynaklanıyor gibi görünüyordu. Ioffe'nin fotoğrafları, DCLC'nin Sovyet reaktörlerinde görüldüğünü ve sıcak plazmanın onu stabilize ettiğini gösterdi.

2XIIB reaktörü, 1975'te gerçek deneylere başladı ve önemli DCLC hemen görüldü. Can sıkıcı bir şekilde, daha iyi vakum ve iç mekan temizliği ile çalışma koşullarını iyileştirdikçe etki daha da güçlendi. Fowler, performansın Ioffe'nin fotoğraflarıyla aynı olduğunu fark etti ve 2XIIB, koşunun ortasında sıcak plazma enjekte edecek şekilde değiştirildi. Sonuçlar görüldüğünde, "güneş ışığı bulutların arasından sızıyordu ve her şeyin yoluna girme ihtimali vardı" şeklinde tanımlandı.

Q-geliştirme ve tandem aynalar

1979'daki Tandem Ayna Deneyi (TMX). İki yin-yang aynasından biri, kameraya yakın uçta açıkta görülebilir.

Temmuz 1975'te, 2XIIB ekibi nT için sonuçlarını 7x10 10'da sundu, 2XII'den daha iyi ve Dean'in gereksinimlerine yeterince yakın bir büyüklük sırası. Bu zamana kadar, Princeton Large Torus çevrimiçi hale geldi ve rekor üstüne rekor kırıyordu, bu da Hirsch'i 1980'lerin başı için açık bir hedef olan başabaş veya Q = 1'e ulaşmak için daha da büyük makineler için planlamaya başlamasına neden oldu . Bu , hedefi döteryum - trityum yakıtı ile çalışmak ve Q =1'e ulaşmak olan Tokamak Füzyon Test Reaktörü (TFTR) olarak bilinirken , gelecekteki makineler Q >10 olacaktı.

2XIIB'deki en son sonuçlarla, daha büyük bir yin-yang tasarımının performansı da iyileştireceği ortaya çıktı. Ancak, hesaplamalar yalnızca Q = 0.03'e ulaşacağını gösterdi . Teorinin izin verdiği mutlak alt sınırda sızıntı olan temel kavramın en gelişmiş versiyonları bile sadece Q = 1.2'ye ulaşabiliyordu . Bu, bu tasarımları güç üretimi için büyük ölçüde işe yaramaz hale getirdi ve Hirsch, programın devam etmesi durumunda bunun iyileştirilmesini istedi. Bu sorun "Q-geliştirme" olarak tanındı.

Mart 1976'da Livermore ekibi, Ekim 1976'da Almanya'daki uluslararası füzyon toplantısında Q geliştirme konusunda bir çalışma grubu düzenlemeye karar verdi. 4 Temmuz hafta sonu boyunca, Fowler ve Post, daha düşük manyetik basınçta büyük miktarlarda füzyon yakıtı tutan büyük bir odanın her iki ucunda iki aynadan oluşan bir sistem olan tandem ayna fikrini ortaya attılar. Fikrin bir personel fizikçisi Grant Logan tarafından bağımsız olarak geliştirildiğini bulmak için Pazartesi günü LLNL'ye döndüler. Tam olarak aynı çözümü öneren bir Sovyet araştırmacısını bulmak için bu fikirlerin daha gelişmiş versiyonlarını Almanya'ya getirdiler.

Toplantıdan döndüklerinde Dean ekiple bir araya geldi ve Beyzbol II sistemini kapatmaya ve finansmanını iki kişilik bir ayna projesine yönlendirmeye karar verdi. Bu, Tandem Ayna Deneyi veya TMX olarak ortaya çıktı . Nihai tasarım Ocak 1977'de sunuldu ve onaylandı. O zamanlar Livermore'daki en büyük deneyin inşaatı Ekim 1978'de tamamlandı. Temmuz 1979'a kadar deneyler TMX'in beklendiği gibi çalıştığını gösteriyordu.

Termal bariyerler ve MFTF

Tandem ayna kavramı ortaya çıkmadan önce bile, o zamana kadar Enerji Bakanlığı , Ayna Füzyon Test Tesisi veya MFTF olarak bilinen çok daha büyük bir aynanın yapımını finanse etmeyi kabul etmişti. O zamanlar, MFTF'nin planı, herkesin nasıl inşa edileceğini anlayabileceği en büyük yin-yang mıknatısı olmaktı. TMX konseptinin başarısı ile tasarım, herkesin muazzam bir tandem konfigürasyonunda nasıl inşa edileceğini anlayabileceği en büyük iki yin-yang mıknatısı kullanılarak MFTF-B olacak şekilde değiştirildi. Amaç Q = 5'e ulaşmaktı . 1978'in sonlarına doğru, takımlar TMX'i büyütmek için atılacak adımları gerçekten düşünmeye başladıklarında, bunun gerekli hedeflere ulaşmayacağı açıkça ortaya çıktı. Ocak 1979'da Fowler, bazı iyileştirmelerin bulunması gerektiğini belirterek çalışmayı durdurdu.

TMX üzerinde yapılan deneyler sırasında, Lyman Spitzer tarafından 1950'lerde getirilen yasanın tutmadığı herkesi şaşırttı ; en azından TMX'de, herhangi bir tek manyetik hat üzerindeki elektronların , tamamen beklenmedik bir şekilde çok çeşitli hızlarda olduğu bulundu. John Clauser tarafından yapılan daha fazla çalışma, bunun DCLC'yi bastırmak için kullanılan sıcak plazma enjeksiyonundan kaynaklandığını gösterdi. Logan bu sonuçları aldı ve plazmayı sınırlamak için tamamen yeni bir yol bulmak için kullandı; bu elektronların dikkatli bir şekilde düzenlenmesiyle, pozitif yüklü iyonları çekecek çok sayıda "soğuk" elektronlu bir bölge üretilebilir. Dave Baldwin daha sonra bunun nötr ışınlarla geliştirilebileceğini gösterdi. Fowler, daha sıcak yakıt bu bölgelerden püskürtüldüğü için sonucu "termal bariyer" olarak nitelendirdi. Saf TMX konseptinden çok daha az enerji kullanarak hapsedilmeyi sürdürebileceği ortaya çıktı.

Bu sonuç, MFTF'nin sadece keyfi bir Q = 5 ile karşılaşmayacağını, aynı zamanda onu çok daha yüksek Q değerleri vaat eden tokamaklara gerçek bir rakip yapacağını gösterdi . Fowler, termal bariyer konseptine dayanan, halen MFTF-B olarak adlandırılan başka bir MFTF versiyonunun tasarımına başladı. laboratuvar, TFTR ile aynı zamanlarda rekabetçi bir makine çıkarmak için konseptin işe yaradığına dair herhangi bir deneysel kanıt olmadan inşaata başlamaları gerektiğine karar verdi. Bu devasa makine inşa edilirken, konsepti test etmek için TMX modifiye edilecekti.

28 Ocak 1980'de Fowler ve ekibi sonuçlarını DOE'ye sundu. TMX'in çalıştığını ve Sovyetlerden gelen ek verilerle ve bilgisayar simülasyonlarıyla donandığını göstererek, 14 milyon dolarlık TMX-U'ya termal bariyerler eklemek için TMX'i yükseltirken 226 milyon dolarlık bir MFTF üzerinde inşaata başlama planını sundular. Teklif kabul edildi ve her iki sistemde de inşaat başladı, TMX dönüşüm için Eylül 1980'de kapatıldı.

TMX-U başarısız oluyor, MFTF güvensiz durumda

TMX-U, Temmuz 1982'de, Boeing 747 boyutlu MFTF'nin parçalarının Bina 431'e yerleştirildiği deneylere başladı. Ancak, plazmanın yoğunluğunu MFTF için gerekli olacak değerlere yükseltmeye çalıştıklarında, şunu buldular: merkezi tanktan kaçan plazma, termal bariyerleri aştı. Aynı şeyin MFTF'de olmayacağına inanmak için açık bir neden yoktu. TMX-U'da görülen oranlar tipik olsaydı, MFTF'nin Q hedeflerine uzaktan yaklaşmasının hiçbir yolu yoktu .

Halihazırda bütçelenmiş olan MFTF'nin inşaatı devam etti ve sistem 21 Şubat 1986'da 372 milyon dolarlık nihai bir fiyatla resmi olarak tamamlandı. DOE'nin yeni direktörü John Clarke, sistemin oluşturulmasına katkılarından dolayı ekibe teşekkür ederken, sistemi çalıştırmak için herhangi bir fon olmayacağını da açıkladı. Clarke daha sonra projeyi iptal etme kararının çok zor olduğunu belirterek, "Teknik bir arızaya işaret etmeseydim çok daha kolay olurdu" dedi.

Operasyonel finansmanın sağlanması ihtimaline karşı birkaç yıl kullanılmadı. Hiçbir zaman olmadı ve makine nihayetinde 1987'de hurdaya çıkarıldı. DOE ayrıca diğer ayna programlarının çoğu için finansmanı da kesti.

1986'dan sonra

Rusya'da manyetik ayna araştırmaları devam etti; modern bir örnek , Rusya'nın Akademgorodok kentindeki Budker Nükleer Fizik Enstitüsü'nde kullanılan deneysel bir füzyon makinesi olan Gaz Dinamik Tuzağıdır . Bu makine, 1 KeV gibi düşük bir sıcaklıkta 5E-3 saniye için 0.6 beta oranına ulaştı.

Konsept, Maxwellian olmayan hız dağılımını korumak da dahil olmak üzere bir takım teknik zorluklara sahipti. Bu, birçok yüksek enerjili iyonun birbirine çarpması yerine, iyon enerjisinin bir çan eğrisine yayıldığı anlamına geliyordu. İyonlar daha sonra termalleşir ve malzemenin çoğunu kaynaşamayacak kadar soğuk bırakır. Çarpışmalar da yüklü parçacıkları o kadar çok dağıttı ki kontrol altına alınamadı. Son olarak, hız uzayı kararsızlıkları plazmanın kaçışına katkıda bulunmuştur .

Manyetik aynalar , toroidal manyetik alanın iç tarafta dış tarafta olduğundan daha güçlü olduğu tokamaklar gibi diğer manyetik füzyon enerjisi cihazlarında önemli bir rol oynar . Ortaya çıkan etkiler neoklasik olarak bilinir . Manyetik aynalar da doğada bulunur. Örneğin manyetosferdeki elektronlar ve iyonlar , kutuplardaki daha güçlü alanlar arasında ileri geri sıçrayarak Van Allen radyasyon kuşaklarına yol açar .

matematiksel türetme

Ayna efekti matematiksel olarak gösterilebilir. Manyetik momentin adyabatik değişmezliğini , yani parçacığın manyetik momentinin ve toplam enerjisinin değişmediğini varsayın . Adyabatik değişmezlik, bir parçacık bir sıfır noktası veya manyetik alanı olmayan bir bölgeyi işgal ettiğinde kaybolur. Manyetik moment şu şekilde ifade edilebilir:

Parçacık daha yoğun manyetik alana doğru hareket ederken μ'nin sabit kalacağı varsayılır. Matematiksel olarak, bunun olması için manyetik alana dik olan hızın da artması gerekir. Bu arada parçacığın toplam enerjisi şu şekilde ifade edilebilir:

Elektrik alanı olmayan bölgelerde toplam enerji sabit kalırsa manyetik alana paralel hız düşmelidir. Negatif gidebilirse, parçacığı yoğun alanlardan iten bir hareket vardır.

ayna oranları

Manyetik aynaların kendilerinin bir ayna oranı vardır ve bu matematiksel olarak şu şekilde ifade edilir:

Aynı zamanda ayna içindeki parçacıkların bir eğim açısı vardır . Bu, parçacıkların hız vektörü ile manyetik alan vektörü arasındaki açıdır. Şaşırtıcı bir şekilde, küçük adım açısına sahip parçacıklar aynadan kaçabilir. Bu parçacıkların kayıp konisinde olduğu söylenir . Yansıyan parçacıklar aşağıdaki kriterleri karşılar:

Manyetik alana dik parçacık hızı nerede ve parçacık hızı nerede .

Bu sonuç şaşırtıcıydı çünkü daha ağır ve daha hızlı parçacıkların veya daha az elektrik yükü olan parçacıkların yansımasının daha zor olacağı bekleniyordu. Ayrıca daha küçük manyetik alanın daha az parçacığı yansıtması bekleniyordu. Bununla birlikte, bu durumlarda gyroradius da daha büyüktür, böylece parçacık tarafından görülen manyetik alanın radyal bileşeni de daha büyüktür. Hızlı parçacıklar ve zayıf alanlar için minimum hacim ve manyetik enerjinin daha büyük olduğu doğrudur, ancak gereken ayna oranı aynı kalır.

adyabatik değişmezlik

Manyetik aynaların özellikleri, manyetik alan gücündeki değişiklikler altında manyetik akının adyabatik değişmezliği kullanılarak elde edilebilir . Alan güçlendikçe hız B'nin kareköküyle orantılı olarak artar ve kinetik enerji B ile orantılıdır. Bu, parçacığı bağlayan etkin bir potansiyel olarak düşünülebilir.

Manyetik şişeler

Bu görüntü, yüklü bir parçacığın, birbirine yakın yerleştirilmiş iki manyetik aynadan oluşan manyetik bir şişenin içindeki manyetik alanlar boyunca nasıl tirbuşon yapacağını gösterir. Parçacık yoğun alan bölgesinden yansıyabilir ve yakalanır.

Bir manyetik şişe birbirine yakın yerleştirilen iki manyetik ayna, bir. Örneğin, küçük bir mesafeyle ayrılmış, aynı akımı aynı yönde taşıyan iki paralel bobin, aralarında manyetik bir şişe üretecektir. Tipik olarak manyetik alanın ortasını çevreleyen birçok büyük akım halkasına sahip olan tam ayna makinesinin aksine, şişe tipik olarak sadece iki akım halkasına sahiptir. Şişenin her iki ucuna yakın parçacıklar bölgenin merkezine doğru manyetik bir kuvvete maruz kalır; uygun hızlara sahip parçacıklar, bölgenin bir ucundan diğerine ve arkaya tekrar tekrar spiral çizer. Manyetik şişeler, yüklü parçacıkları geçici olarak hapsetmek için kullanılabilir. Elektronları yakalamak iyonlardan daha kolaydır , çünkü elektronlar çok daha hafiftir Bu teknik, füzyon deneylerinde plazmanın yüksek enerjisini sınırlamak için kullanılır.

Benzer şekilde, Dünya'nın homojen olmayan manyetik alanı , 1958'de Explorer 1 uydusundaki aletlerle elde edilen veriler kullanılarak keşfedilen Van Allen radyasyon kuşakları olarak adlandırılan, dünyanın etrafındaki halka şeklindeki bölgelerde güneşten gelen yüklü parçacıkları yakalar .

bikonik uçlar

Bikonik bir uç

Manyetik şişedeki kutuplardan biri ters çevrilirse, yüklü parçacıkları da tutabilen bikonik bir tepe noktası haline gelir . Bikonik uçlar ilk olarak Courant Enstitüsü'nde Harold Grad tarafından çalışıldı , çalışmalar bir bikonik tepe noktası içinde farklı tipte parçacıkların varlığını ortaya koyuyor.

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar

alıntılar

bibliyografya

Dış bağlantılar