Отсечка сгустков поперечным магнитным полем

При рассмотрении взаимодействия плазменного сгустка с магнитным полем, а именно при прохождении плазменного сгустка через поперечное магнитное поле считается, что сгусток не должен проходить через поле, если давление магнитного поля больше, чем скоростной напор плазменного сгустка (равновесие сил):

,

где В – величина индукции магнитного поля, m_{0 –} магнитная постоянная, r - удельная плотность плазмы, V – скорость плазменного сгустка поперек направления магнитного поля. Однако эксперименты по изучению прохождения плазменных сгустков через магнитный барьер [1, 2] показывают, что остановка (отсечка) сгустка магнитным полем наступала, если магнитное давление превышало скоростной напор сгустка по крайней мере на порядок.

В работе рассмотрен процесс прохождения плазменного сгустка через магнитный барьер на основании закона сохранения импульса (количества движения), который справедлив даже, если в системе происходят диссипативные процессы. Импульс, который получает магнитное поле от сгустка, равен количеству движения сгустка:

,

где: В – величина индукции магнитного поля, m_{0 –} магнитная постоянная, r - плотность плазмы, V – скорость плазменного сгустка поперек направления магнитного поля, S-площадь поперечного сечения сгустка, Dt – время прохождения сгустка через магнитное поле, которое равно длине магнитного барьера L_b, поделенной на скорость сгустка, L_c – длина плазменного сгустка. В результате получается, что сгусток отсекается магнитным полем, если магнитное давление равно скоростному напору сгустка, умноженному на отношение длины сгустка к длине магнитного барьера:

(1)

Если принять, что кинетическая энергия плазменного сгустка расходуется на выполнение работы по преодолению магнитного барьера: , то равенство (1) переходит в:

(2)

В этом случае величина магнитного поля, необходимая для остановки плазменного сгустка в 1.41 раза меньше, чем по соотношению (1). Задачей данного исследования является экспериментальная проверка полученных соотношений.