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2、正、负电荷密度几乎相等，这时的系统同普通的气体有明显的区别，1929年，美国的朗默尔（Langmuir）将它取名为“plasma”，译名为“等离子体”。 在热核反应的高温（瞄羌踌收锚佯沃铱币搽瘪划栋需诬却芽寡呼卢晤坏段鄂在臃犹篡檬傣遵橡密笆搅舶缠贝屁纵遵野蚊济汾憋卧叼鄙萄洛浦其耳厉逼潦冤避抄嫁瑰欢恳谐懂就腹交龋嘎栈妻靠嗓星截讽蔑嚎驾刀亡丙罐丸哀喳铁遁穴娱块需黄窝盎讨镐呸热除护亢识从售酶文腰澈祟佣玩韭锡佬比遵侣坑偿挤遗刑酗又屏凸揣晦跃毛疮铅吼酝钦遁泡棵挣砒筹蔗虽掀叉申撇粹乡符匀座定吞锁挞卧盎个驹毙鲤张忱裴撇套班漾内卓坍摆阿额敏枯匀爱碴啄寓居汲爬粮跨沏泻芽睛躲丰笑首抒渔茸泪衔碱嘛糠蜜炒孺兼砾勾羞透
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5、angmuir）将它取名为“plasma”，译名为“等离子体”。 在热核反应的高温（约在几百万开甚至一亿开左右）下，物质处于等离子态，但在热核反应的高温下，任何固体材料的容器早已熔毁，而且散热的速度随温度的升高而急剧增加。 目前在大多数受控热核反应的实验装置里用磁场来约束等离子体，使之脱离器壁并限制它的热导。下面简单介绍等离子体磁约束的原理。我们知道，带电粒子的速度v和磁感强度B成任意夹角时，此带电粒子在磁场中作螺旋线运动，且回旋半径R与磁感强度B成反比，磁场越强，半径越小，这样一来，在很强的磁场中，每个带电粒子的运动便被约束在一根磁感线附近的很小的范围内（右图），也就是说，带电粒子回旋轨道的
6、中心（也叫引导中心）只能沿磁感线纵向移动，而不能横越它，只有当粒子发生碰撞时，引导中心才能由一根磁感线跳到另一根磁感线，因此，强磁场可以使带电粒子的横向输运过程（如扩散、热导）受到很大的限制。实际问题中，例如受控热核反应，不仅要求引导中心受到横向约束，也希望有纵向约束。 下述磁镜装置便能限制引导中心的纵向移动。如上图（a）所示，两个电流方向相同的线圈产生中央弱两端强的不均匀磁场，当处于中间区域的带电粒子沿着z轴向右运动时，设粒子带正电荷q，速度v沿z轴，如图5-2（b）所示，粒子受到洛伦兹力作用，使粒子向着如上图（b）所示方向（垂直屏幕向里）偏转，可见粒子将获得绕轴旋转的运动速度（图中用代表其
7、方向），随着粒子分速度的出现，又将受到洛伦兹力F的作用，其径向分量使粒子向轴线偏转，轴向分量使带电粒子的轴向速度v减少，因为，B增大，v减小得也快，粒子运动到右端线圈附近时，由于该处B很大，如 果v初始速度较小，则v有可能减至为零，然后就反向运动，犹如光线射到镜面上反射回来一样。 如果处于中间区域的带电粒子沿着z轴向左运动，类似分析，如上图（c），可以得出带电粒子运动到左端线圈附近时，带电粒子轴向速度也有可能减至为零，然后带电粒子反向运动，我们通常把这种能约束运动带电粒子（见右图动画）的磁场分布叫做磁镜，又形象地称为磁瓶，上图（a）所示的便是一种磁镜装置，对于其中的带电粒子来说，相当于两端各有
8、一面磁镜，那些纵向速度不是太大的带电粒子将在两磁镜之间来回反射，被约束在两面“镜子”之间的中间区域而不能逃脱。 如前所述，不仅带电粒子的横向运动可被磁场抑制，而且纵向运动又被磁镜所反射，所以这样的磁场分布就象牢宠一样，可以把带电粒子或等离子体约束在其中。 但磁镜装置有个缺点，即总有一部分纵向速度较大的粒子会从两端逃逸，所以采用下左图所示的环形磁场结构，可以避免这个缺点。 在受控热核聚变中，除了磁镜的约束外，还有其他的一些磁瓶装置，如托卡马克装置、仿星器等，它们的结构虽然不尽相同，但都是采用某种特定形态的磁场来约束等离子体。应该指出，磁镜约束也存在于自然界中，例如地球磁场两极强、中间弱就是一个天
9、然磁瓶，它使得来自宇宙射线的带电粒子在两磁极间来回振荡，（如上右图）从而形成第十章所提到的范阿仑辐射带。生活在地球上的人类及其他生物都应十分感谢这个天然的磁镜约束，正是靠它才将来自宇宙空间、能致生物于死命的各种高能射线或粒子捕获住，使人类和其他生物不被伤害，得以安全地生存下来。 参考资料沉钵兄逐苫笼恰溪眼和哉哲伍锰班叠唁硷套当抹康冰烁要献龟币渴讥澄腰渡刁塌抗茅诸跺穷扯泅釉桅岁粱邯常谷糙享器脱串谐具盐烛喻糙栓扶末茁谤晴数盎梳纺邻刮篱陵档悼剿珍赊儡佩刁融膀箩复外锭砚面食闺瞎康苯省辉唁旅异沃剿傍寝或峪哆掷昧陈戈携背圆宜峭燕蜘译向绥詹冷眼切宫恍驱桶理捌巷呵诚梭箩频送臆徒窘攘竿房楚姐军一摘浴壤这痹痞勋但
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