Физика плазмы

Темы задач на экзамене:

  • Дебаевский радиус и плазменная частота
  • Равновесие плазмы в магнитном поле
  • Ионизационное равновесие
  • Электромагнитное излучение в плазме
  • Термоядерный синтез

Примеры задач по физике плазмы:

В магнитном поле 1 Тл удерживается плазменный столб с диаметром 5 см. Концентрация плазмы 1014 см-3, температура 1 кэВ. Внешнее магнитное поле быстро увеличивается в 2 раза, при этом температура и плотность плазмы поддерживаются постоянными.

Найти изменение радиуса плазмы.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________

Поток быстрых электронов проходит через плазму толщиной 1 м с ne = ni = 1014 см-3. Приняв значения транспортных сечений для столкновений с электронами и ионами плазмы σee = 10-18 см2 и σei = 2∙10-18 см2, найти относительное изменение средней энергии и направленного импульса быстрых электронов.

Как зависит сила, с которой действуют быстрые электроны на плазму, от начальной энергии электронов?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________

В идеальном термоядерном реакторе (в котором нет потерь частиц) создали плазму с концентрацией электронов ne=1014 см-3 и относительным содержанием дейтерия и трития nD=nT=0.5·ne и стали поддерживать постоянную температуру T=40 кэВ.

  1. Оценить плотность мощности в продуктах термоядерных реакций
  2. Оценить время, за которое мощность реакции уменьшится на 10%
  3. Объясните причину этого уменьшения.

Рассматривать только основную реакцию, скорость реакции принять равной <sv>=8·10-22 м3/с.