Jak utrzymać gorącą plazmę w polu magnetycznym?

Pytanie

Pyta Łukasz

Jaka wartość pola magnetycznego jest potrzebna aby utrzymać gorącą plazmę w polu magnetycznym, na przykład przez jedną minutę?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

Odpowiedź na to pytanie zależy m.in. od temperatury i gęstości plazmy, a także od konfiguracji pola magnetycznego. Utrzymywanie w polu magnetycznym stosuje się w przypadku plazmy tak gorącej, że jej utrzymacie w naczyniu (np. lampie plazmowej) byłoby niemożliwe. W znanych mi eksperymentach z gorącą plazmą czasy jej utrzymania w polu magnetycznym były znacznie krótsze niż jedna minuta. Przykładowo, w eksperymencie o nazwie „Alice” przeprowadzonym prawie 50 lat temu w Laboratorium Lawrence’a w Livermore (Kalifornia) utrzymywano plazmę o gęstości $10^{15}$ cząstek/m$^3$ i temperaturze 230 milionów kelwinów przez około 0.1 sekundy w polu magnetycznym o indukcji wynoszącej około 2 tesli. Pole magnetyczne było więc ponad 20-krotnie słabsze od współczesnych rekordów, ale czas utrzymania plazmy zależy przede wszystkim od niestabilności hydrodynamicznych, i nie rośnie proporcjonalnie do natężenia pola magnetycznego.