"Итоги науки и техники: Физика плазмы"

ред. Шафранов В.Д. том 10 ВИНИТИ. Москва 1991г.

1. Введение
2. Этапы развития токамаков
3. Концепция и статус токамаков
4. Равновесие плазмы
5. Устойчивость
5.1. Винтовая неустойчивость
5.1.1. Редуцированные МГД-уравнения
5.1.2. Линейное приближение
5.1.3. Магнитные пузыри
5.2. Желобковая неустойчивость
5.3. Внутренняя винтовая мода
5.4. Тиринг-неустойчивость
5.5. Баллонная неустойчивость
5.6. Дрейфовая неустойчивость
6. Плазма — сложная система
6.1. Подобие и размерность
6.2. Размерный анализ токамаков
6.3. Числа Мураками и Хьюгелла
6.4. Размерный анализ удержания энергии
7. Нелинейная активность плазмы
7.1. Колебания Мирнова
7.2. Пилообразные колебания
7.3. Неустойчивость срыва
7.4. Веерная неустойчивость
7.5. «Фиш-бон»-неустойчивость
7.6. Моды, локализованные на краю плазмы
7.7. «Марфе»
8. Термоизоляция плазмы
8.1. Неоклассическая теория переносов
8.2. Бутстрэп-ток
8.3. Режимы удержания
8.4. Скейлинги
8.5 Теплопроводность, диффузия, вязкость
9. Самоорганизация плазмы
9.1. Согласованность профилей
9.2. Оптимальные профили
9.3. Спонтанное нарушение симметрии
9.4. Физика переносов
10. Нагрев и поддержание тока
10.1. Омический нагрев
10.2. Инжекция нейтралов
10.3. Ионно-циклотронный резонанс
10.4. Нижнегибридный резонанс
10.5. Электронно-циклотронный резонанс
10.6. Другие схемы нагрева
11. Реакторная плазма
12. Заключение
13. Список использованных источников информации

Преобладающая доля исследований в области физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза приходится на токамаки. Очень большое количество информации о происходящих в плазме токамака процессах стали получать в последние годы на крупнейших токамаках. Выход на параметры плазмы, близкие к необходимым для реактора, с одной стороны, привели к разработке проекта термоядерного реактора на основе токамака, а с другой — усилили активность физиков в решении еще не разгаданных загадок поведения тороидальной плазмы токамака. В эти исследования неизбежно привлечение новых сил. Между тем, обилие огромного количества экспериментальных и теоретических работ по токамакам затрудняет знакомство с предметом. Да и непосредственно работающим в этой области трудно держать в поле зрения даже общие контуры всего массива имеющийся информации.

В обзоре академика Б. Б. Кадомцева «Основы физики плазмы токамака», составляющем содержание данного выпуска, поставлена цель дать в доступной форме общий обзор основных идей и установившихся представлений в физике плазмы токамаков. Изложены физические основы и статус токамаков. Приведены краткие сведения о теории равновесия и основных видах ее неустойчивостей, лимитирующих удержание плазмы. Рассмотрены полуэмпирические подходы к изучению теплопереносов и диффузии плазмы, основанные на применении законов подобия и размерности. Описаны наблюдаемые проявления крупномасштабных неустойчивостей плазмы, ограничивающие область рабочих режимов токамака. Даны простейшие теоретические представления о переносах. Описано многообразие различных наблюдаемых режимов с различной степенью «аномальности» удержания плазмы. На основе идеи самоорганизации плазмы, удерживаемой в магнитном поле, предложен оригинальный механизм аномального теплопереноса в токамаке, связанный с представлениями о мелкомасштабной «островной» структуре с учетом эффектов кривизны тора, находящейся в самосогласованном взаимодействии с ионами. В последних двух разделах кратко описаны методы нагрева и поддержания тока в токамаке, а также некоторые проблемы физики реакторной плазмы, возникающие при появлении в ней энергичных заряженных частиц—продуктов термоядерной реакции.

Систематизация в обзоре огромного массива информации по токамакам вместе с доступностью изложения делает обзор полезным как читателям, впервые знакомящимся с проблемами токамака, так и специалистам.