Описание экспериментов

На стенде для исследования мультипольных магнитных ловушек в МГТУ МИРЭА были проведены эксперименты по прохождению плазменных сгустков через поперечное магнитное поле. Плазменные сгустки генерировались плазменной пушкой и поступали в

плазмовод. В средней части плазмовода установлены две прямоугольные катушки, которые создавали поперечное направлению распространения сгустка в плазмоводе магнитное поле на длине 20 см. Скорость и длина плазменного сгустка определялись по сигналам с двух магнитных зондов, установленных в плазмоводе. В конечном сечении плазмовода сгусток попадал в калориметр. В эксперименте снималась зависимость величины сигнала с калориметра от величины магнитного поля в магнитном барьере. Из этих экспериментов была определена величина магнитного поля, при которой сгусток полностью отсекался. С помощью импульсного источника питания в системе отсечки можно было создавать

Рисунок 2. Инжекционный комплекс и мультипольная ловушка Тримикс-ЗМ

квазистационарное (длительностью ~5мс) магнитное поле величиной до 0, 4 Тл. Результаты приведены на рисунке 3. Они показывают, что сигнал с калориметра становится равным нулю при величине магнитного поля в барьере ~ 0, 4 Тл. Таким образом, сгустки полностью отсекаются только этим полем.

Определенная по сигналам с магнитных зондов длина сгустков составила величину ~2м и отношение L_c/ L_b=10. Полученные результаты показывают: для остановки сгустков давление магнитного поля должно превышать динамический напор в десть раз. Однако определение длины сгустков по длительности сигналов с магнитных зондов весьма неточно. В эксперименте более надежно калориметром измеряется величина энергии сгустка. Поэтому выражение (1) было преобразовано с целью исключения из него L_c. Величина энергии сгусткаW, определяемой с помощью калориметра, равна:

, или

Подставляя величину динамического напора в (1) получим:

(3)

То есть: для остановки сгустка магнитным барьером плотность энергии магнитного поля в барьере должна превосходить плотность энергии плазменного сгустка, определяемую как удвоенная величина энергии сгустка, деленная на объем, вырезаемый сгустком из барьера. Для проверки соотношения (3) необходимо определить площадь плазменного сгустка.