Вычислить величины дебаевского радиуса и плазменной частоты. Вычислить ларморовский радиус. Вычислить плотность плазмы, если температура электронов равна 5 эВ, страница 2

4.5.  Вычислить значение кулоновского логарифма для газоразрядной плазмы плотностью см^-3 при температуре электронов эВ.

4.6.  Пучок электронов с энергией 40 эВ влетает в газоразрядную водородную плазму с параметрами, данными в предыдущей задаче. Определить характерное время его торможения за счет кулоновских столкновений.

4.7.  Пучок быстрых атомов водорода, инжектированный тангенциально в плазму токамака, захватывается в ней в виде быстрых ионов, движущихся вдоль оси установки. Оценить количество оборотов, которое ионы пучка совершат до потери своей энергии (до уровня температуры плазмы), если энергия инжекции равна 1МэВ, а параметры плазмы:см^-3 , кэВ, при большом радиусе токамака R= 5.5 м.

Глава 5

5.1.Для  определения плотности плазмы используется СВЧ интерферометр с длиной волны 6 мм. До какого значения плотности эти измерения могут производиться.

5.2.Вывести дисперсионное соотношение для высокочастотных электромагнитных волн, распространяющихся в холодной плазме без магнитного поля. Столкновениями пренебречь.

5.3.Получить связь фазового сдвига в СВЧ интерферометре с плотностью плазмы. Считать сдвиг малым.

5.4.Связь с космическим кораблем поддерживается с помощью передатчика, работающего на частоте 450 МГц. Достаточна ли высока частота для прохождения ионосферы ?  Какова критическая плотность плазмы, вызывающая прерывание связи ?

5.5.Каково должно быть соотношение между циклотронными частотами и плазменной частотой чтобы альфвеновская скорость была много меньше скорости света?

5.6.Вычислить групповую скорость прямых магнитозвуковых волн в плотной плазме.

5.7.Выразить фазовую скорость волн на электронной плазменной частоте в функции плотности и температуры плазмы.

5.8. Выразить фазовую скорость магнитозвуковой волны как функцию частоты в плотной горячей плазме.

Глава 6

6.1.Плотность ионного тока насыщения, приходящего на плоский зонд 10 мА\см² . Вычислить плотность плазмы, если температура  электронов равна 5 эВ.

6.2.Источник пучка ионов водорода (протия) , используемый в инжекторе быстрых атомов токамака Т-15, формирует пучок с энергией 40 КэВ. Считая, что ионно-оптическая система (ИОС) источника может быть представлена как эффективный плоский диод, оценить плотность тока, при которой он работает . Учесть при этом, что напряжение между электродами ИОС ограничено условием пробоя  U[KВ] = 80 ( l [см] )^1/2 .

6.3. Критерий существования стабильного слоя выведен для случая плазмы с холодными ионами. Как изменится пороговая величина средней скорости ионного потока при наличии теплового размытия ионных скоростей?

6.3.      Лазерный пучок мощностью 1 ТВт фокусируется на твердой мишени в пятно диаметром 50 мкм. Вещество мишени испаряется и ионизуется, превращаясь в плазму, стремящуюся расшириться. Оценить полную силу давления лазерного пучка на плазму, учитывая, что это давление действует, в основном, в области критического значения плотности плазмы ().

6.4.      Какой скачок плотности может образоваться в условиях предыдущей задачи из условий равенства давлений лазерного пучка и плазмы при условии, что T_i =T_e =1кэВ ?

Приложение 3.

Системы единиц

В настоящее время система СИ принята в качестве международной стандартной системы единиц. Однако в физической литературе, особенно в теоретических работах, широко употребляется «физическая» (Гауссова) система единиц. В связи с этим современным инженерам-физикам необходимо не испытывать затруднений при переходе от одной из них к другой. В связи с этим, ниже приведены уравнения, широко используемые в теоретическом описании идеальной плазмы в этих двух системах:

Уравнение непрерывности в обеих системах выглядит одинаково.

Физические константы