Время жизни
Говоря о свойствах плазмы, мы не упомянули об одной из важнейших ее
характеристик - времени жизни частиц, или времени жизни энергии в плазме.
Нужно было пройти длинный путь от первоначальной формулировки идеи магнитной
термоизоляции до создания и тщательного исследования мощных установок Токамак,
чтобы убедиться, что и эти системы далеки от совершенства. Даже в описанной
выше сложной комбинации магнитных полей частицы не могут существовать как
угодно долго. Несмотря на все ухищрения теоретиков и экспериментаторов,
термоизоляция плазмы оказывается неидеалъной, энергия различными путями
утекает из плазмы. Быстрые частицы ускользают из магнитной ловушки и уносят
энергию на стенки камеры.
В установках Токамак время жизни частиц составляет сотые доли секунды.
В человеческих масштабах это очень маленькое время. Но попробуйте стать
на "точку зрения" отдельной частицы в плазменном витке. Каждая частица
движется с громадной скоростью, измеряемой тысячами километров в секунду.
За время жизни она проходит десятки километров, много раз облетает по всему
плазменному витку, прежде чем уйдет из него. Так что с собственных позиций
частицы ее время жизни велико. Велико, но недостаточно. Ведь чем дольше
живут в плазме быстрые частицы, тем больше вероятность, что за это время
они столкнутся с другими частицами и произойдет реакция синтеза. Вероятность
столкновения зависит также от концентрации частиц в плазме (рис. 8). Чем
больше концентрация частиц, тем больше партнеров встретит на своем пути
каждая частица за время жизни. Произведение концентрации на время жизни
- это и есть вероятность столкновения. А для того чтобы оно было удачным
и произошла реакция синтеза, нужна вдобавок высокая температура. Поэтому
фактически основных параметров плазмы у нас два: температура и произведение
времени жизни на концентрацию.
|