4-單粒子軌道(2)(更新版)
【正文】 心的漂移運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，就能了解粒子運(yùn)動(dòng)的整體特性。 帶電粒子在非均勻磁場中的運(yùn)動(dòng) 曲率漂移 彎曲的磁場 vB? 設(shè)磁力線的曲率半徑為 Rc，則粒子以 vⅡ 的切向速度運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到離心力 ?e?re?22//2// ?RRmeRmFref???? ??2qBBFD??? ???帶電粒子在非均勻磁場中的運(yùn)動(dòng) 2qBBFvDR??? ??已知漂移公式 222//RBRqBmvDR??? ?? ?曲率漂移速度與粒子的平行動(dòng)能和電荷符號有關(guān)，正負(fù)帶電粒子朝相反方向漂移，導(dǎo)致電荷分離，產(chǎn)生漂移電流。則彎曲磁場中粒子的總漂移速度為 BRRqBBBqBvvv DRBDD ??????????????? ??? 22 //3 // 22 ????托卡馬克位型 帶電粒子在非均勻磁場中的運(yùn)動(dòng) “ 由上式可看出 :為了約束熱核等離子體而把磁場彎成環(huán)形 ，不論怎樣改變溫度和磁場，粒子 最終都將漂移出環(huán) ” 。 帶電粒子在非均勻磁場中的運(yùn)動(dòng) 在緩變條件下，場的非均勻性比較弱－緩變，這樣可以對運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解：快回旋＋回旋中心緩慢的漂移運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)回旋半徑、螺旋軌道的螺距遠(yuǎn)小于非均勻性的特征長度，帶電粒子回旋周期遠(yuǎn)小于場變化的特征時(shí)間，即滿足所謂的 緩變條件 則能近似地解出運(yùn)動(dòng)方程。磁感應(yīng)強(qiáng)度的梯度方向與磁場方向垂直： BB ?? ??即：磁力線是直的但密度增加的情況，如圖 yzxBB?B?帶電粒子在非均勻磁場中的運(yùn)動(dòng) BqmvrL ??磁場的梯度會(huì)怎么影響電荷的運(yùn)動(dòng)呢？ 必然也會(huì)影響電荷的回旋運(yùn)動(dòng) B?B?帶電粒子在非均勻磁場中的運(yùn)動(dòng) Bqmr L ???//B?B大 B小 BqmrL?? ?BqmrL?? ?大 小 B的梯度使軌道的底部的拉莫爾半徑大于頂部的，故引起了與 ▽ B和 B 都垂直的漂移。 變化的磁場產(chǎn)生電場 : ,BEt?? ? ? ??電場會(huì)對電荷粒子加速，由于這個(gè)可能是不均勻的和隨時(shí)間變化的，自然會(huì)產(chǎn)生漂移 帶電粒子在非均勻磁場中的運(yùn)動(dòng) 計(jì)算電場： 所以可以近似看作常數(shù) ,BEt?? ? ? ??微分形式 ? sdtBldEs?????????? ???積分形式 ? dl是沿著粒子的軌道矢量 S是 rL軌道包圍的面積 Bt??變化緩慢，很小， 假設(shè) : LrB E 帶電粒子在非均勻磁場中的運(yùn)動(dòng) sdtBldEs???? ?????? ???22LLBr E rt???? ? ??2Lr BEt????2 2LdtrE B BvBt??? ? ? ??0Bt? ??粒子漂向中心 隨著磁場的增強(qiáng)和減弱 ,產(chǎn)生一種收縮和膨脹 LrB E 等離子體的向心箍縮運(yùn)行
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