聚变能术语浅释
前言
丁亚清 编译 石秉仁 审校
正值我国积极争取加入ITER(国际热核实验反应堆)计划之即,我们收集、翻译及汇编了《聚变能术语浅释》这本手册。希望本手册能成为从事聚变研究的科技人员、想了解聚变研究的有关人员以及有关情报人员的一份有用手册。同时为中国争取加入ITER计划尽自己的一份微薄之力。本手册内容大部分是从国外的有关资料、科技期刊中收集的。其中一小部分是编者在长期从事的翻译工作中积累的。内容主要是聚变能方面的、特别是磁约束方面的术语,其中有些术语的含义仅限制于聚变领域。术语的解释浅而易懂。
本手册共收集聚变能术语约650条,约6万字。按英文字母的顺序排列,在英文名称之后加圆括号的为中文译名。如内容相同、或比较接近、或带有缩写词的词条只提供一种解释,同时提供有关相同词语,便于查阅。另外,随着科学技术的发展,对某一术语的定义在不同阶段会有不同的解释,也许我们提供的某些术语解释未能赋予新的含义,望读者谅解。因《聚变能术语浅释》所涉及的专业较深,加之编者的外文修养及专业知识的限制,对某些术语未能给出明确的解释,其中欠妥之处在所难免,敬请读者与同行不吝指出,以便改正。
最后,编者诚挚感谢石秉仁研究员对本手册所做的外文校对工作。同时要感谢张利副编审对本手册的认真审校。
编 者 2004年1月10日
A
Additional heating (附加加热)
除欧姆加热之外的附加加热。通常采用注入中性束或者射频波。同时也称为辅助加热。见:电子回旋共振加热(electron cyclotron resonant heating)、离子回旋共振加热(ion cyclotron resonant hea-
ting)以及低混杂加热(lower hybrid heating)。
Adiabatic invariant (绝热不变量)
当磁场随空间和时间变化足够慢时,保持不变的磁场中带电粒子的运动参量。
Adiabatic compression heating (绝热压缩加热)
磁场中的等离子体足够慢的压缩,而使等离子体粒子的某些运动参量(例如磁矩等)保持不变的过程称为绝热压缩过程,用绝热压缩使等离子体温度升高的方法。
Advanced tokamaks (先进托卡马克)
托卡马克从本性上说是一种脉冲装置,因为等离子体电流是通过感应方式驱动的(利用变压器)。但是,存在所谓的“先进托卡马克”运行的可能性,即它们可以利用非感应外部驱动和发生在等离子体内的自然的压强驱动电流相结合而实现运行。它们需要仔细地调节压强和约束使之最佳化。在理论和实验上正在研究这种先进托卡马克(在卡拉姆的JET装置和其它装置上),因为,连续运行对聚变功率的产生是最有希望的,其相对小的尺寸导致比类ITER设计更经济的电站。见:反剪切(reverse shear)。
Air core (空心)
见:铁心(iron core)。
Alfven gap modes (阿尔芬间隙模)
托卡马克等离子体的环向特性使阿尔芬波的原先的连续谱产生间隙,它们是以不连续的无阻尼的阿尔芬间隙模形式存在于连续谱中。这些模可以通过来自高能粒子(例如,来自聚变反应的α粒子)的共振性能使传输很容易地退稳。
Alfven time (阿尔芬时间)
阿尔芬波在环向方向移动1弧度所需时间。这是按阿尔芬MHD效应可能发生的一种时标尺度。
Alfven velocity (阿尔芬速度)
在磁场方向阿尔芬波传播的速度,它与磁场强度成正比,与离子密度平方根成正比。
Alfven waves (阿尔芬波)
一种基本的磁流体动力学性质的等离子体现象,一种磁场的振荡在某些情况下也是包括等离子体压强的振荡。在托卡马克中,这些波一般受到强烈的阻尼(即,如果这些波在外部被激活,那么会自然地衰减)。见:快阿尔芬波(fast Alfven wave)。
Alpha channel effect (α通道效应)
用等离子体波将聚变α粒子能量直接传输到离子上。开始为3.5 MeV的D-T聚变α粒子通常被等离子体电子通过多次库仑碰撞而慢化。
Alpha particle (α粒子)
由二个质子和二个中子构成的一种带正电的粒子。在聚变电站中,高能α粒子(以及中子)将通过氘核和氚核聚变产生。当α粒子由于碰撞而慢化时,它们提供的加热对达到点火是至关重要的。
Ambipolar diffusion (双极扩散)
由于空间电荷存在引起正负电荷以相同的速率扩散。空间电荷的电场阻止一种荷电粒子(一般情况下是电子)更快的扩散,这种空间电荷产生的电场存在于任何等离子体中而且使不同种类电荷以相同的速率扩散,同时保持其尺度大于德拜长度的等离子体的电中性。
Analytic/computational modelling (分析和计算模型)
分析:基本方程的代数解。计算:利用计算机得到的基本方程的数值数。见:福克-普朗克编码(Fokker-Planck code)、格拉特-沙弗拉诺夫方程(Grad-Shafranov equation)、蒙特卡罗(Monte Carlo)以及神经网络(neural network)。
Anisotropy (各向异性)
各向异性是指光传输速度、热导率及压缩性等在不同方向有不同的性能。
Anomalous diffusion (反常扩散)
比经典扩散快得多的等离子体横越磁场的扩散,它使粒子更快的损失和使等离子体约束性能变坏。反常扩散的起因不是碰撞,可能是由于等离子体中发生的各种不稳定性,特别是微观不稳定性和湍流过程。
Anomalous electron conductivity (反常电子热传导)
比经典输运理论所预言的要大得多而且不是由于电子和其它粒子间的双体碰撞引起的电子热传导。引起反常电子热传导的机制可能是因为在等离子体中发生的各种不稳定性和湍流过程等。在托卡马克实验上发现电子的热传导数比经典理论预言的要大2到3个数量数。
Anomalous transport (反常输运)
与环向等离子体中热输运的基本碰撞理论(“新经典”理论)相比所测到的热损失特别大。尤其是电子的热输运。
ARIES (先进堆创新和评价研究)
在90年代早期由美国聚变实验室共同合作从事的能全面了解托卡马克聚变电站的一项研究。研究了4种设计:ARIES-I基于现有托卡马克物理数据的适当外推而设计的装置,ARIES-Ⅱ和ARIES-Ⅳ为堆芯成分不同的二个运行第二稳定性区的装置,ARIES-Ⅲ与其它装置不同,使用D-3He聚变反应代替D-T反应。
ASDEX (轴对称偏滤器实验装置)
ASDEX是德国伽兴马克斯普朗克等离子体物理研究所的一个托卡马克装置,用于研究双零偏滤器效应。在ASDEX上首次观察到H模。该装置最后进行了改进,称为ASDEX-U,或者ASDEX-Upgrade。其尺寸介于Compass-D和JET之间,并且具有如同这些装置以及计划建造的ITER一样的相同磁场位形。
Ash (灰)
见:氦灰(helium ash)。
Aspect ratio (环径比)
环形等离子体的大半径与小半径之比,在JET和Compass装置上,环径比接近3(正如目前计划建造的ITER),在START装置上,环径比可以低于1.2, 在MAST装置上降到1.3。
见:等离子体几何形态(plasma geometry)。
Auger effect (俄歇效应)
原子因射出一内层电子而电离后可通过下述途径释放能量:或有一外层电子跃迁到内层空位上时发射一个X射线光子;或射出一外层电子。
Auxiliary heating (辅助加热)
和附加加热(additional heating)一样。
B
Backscattering (反向散射)
使辐射或核粒子相对于原来行进方向偏转90o以上角度的散射过程。
Balance burning (平衡燃烧)
聚变α粒子和外部电源的等离子体加热与传导、对流、辐射等引起的等离子体损失之间的稳态平衡。
Ballooning instability (气球不稳定性)
当等离子体压强超过临界值时,在托卡马克中可以扩展的一种局部不稳定性,因为它限制可以达到最大的比压值。类似于在过量充气的气动内管中扩展的鼓块。见:电阻气球模(resistive ballooning mode)。
Banana orbits (香蕉轨道)
见:捕获(trapping)。
Barn (靶)
用来表示原子、原子核、电子和其它粒子截面面积的单位。一靶等于10-24cm2。
Bernstein mode (伯恩斯坦模)
在高温等离子体中垂直平衡场传播的模。此波是电场矢量几乎平行于波矢量的偏振波,因此接近于纵波。该模传播的频率范围在电子回旋频率的完整谐波频率之间。
Beta (比压值)
等离子体压强与磁场压强之比,是磁约束的品质因数之一:磁场压强的大小是由磁场线圈及其它组件所产生的耗损所确定的,由于聚变反应率随等离子体压强增大而增大,高的比压值是良好性能的一种标志。在大型托卡马克中达到的最高比压值约为13%,但在低环径比下更高的比压值在理论上是可能的,并且在START装置上已经达到。
Beta-Ⅱdevice (β-Ⅱ装置)
美国劳伦斯利弗莫尔实验室的磁镜位形装置,该装置使用棒球缝磁线圈,以前叫做2XⅡB。
Beta limit (比压极限)
可达到的最大比压值通常受限制于约束变坏。实际的β(单位为百分比)不能超过gI/aB 的特罗荣(Tro-
yon)β极限。β极限经常被引用。这里,g是所谓的Troyon系数,对常规托卡马克而言,其值约为3.5(I为等离子体电流,单位为MA,a为小半径,单位为m,B为环向场,单位为T)。归一化β是用βaB/I表示的,并且,(当引用的单位为百分比时)不能超过g。
Beta particle (β粒子)
在辐射衰变期间从原子核内发射出的基本粒子,它带有单位电荷,其质量相当于质子质量的1/1837。带负电荷的β粒子就是电子,带正电荷的β粒子称为正电子。β辐射也会烧伤皮肤,如果β发射体进入人体内部,它们是很有害的。不过,用一张金属薄片就容易阻挡住β粒子。
Beta poloidal (极向β)
见:极向β(poloidal beta)。
Bitter coil (比特线圈)
以其特殊结构能建立强磁场的一种线圈,由相间以绝缘材料的开槽铜盘堆积而成。穿过组件打孔以形成纵向的冷却剂通道,鉴于有强电流流经线圈。线圈必须经受住很高的机械应力和热应力。
Blanket (包层)
在使用D-T燃料的聚变电站中,用于慢化所产生中子的环绕等离子体容器的系统,使得所释放的热可以用于发电。在许多设计中,包层也用于合成氚(来自中子和锂复合物)以用作燃料。见:增殖堆(breeder)。
Bohm diffusion (博姆扩散)
由微观不稳定性引起的等离子体横越磁力线的快速损失,也叫做“博姆损失率”。
Bohm transport (博姆输运)
博姆输运是与长波长等离子体起伏有关的反常扩散,这类输运的约束时间随磁场线性地增大。在回旋博姆输运中,起伏具有短的标长,可与离子回旋半径相比,因此,约束时间随磁场平方增加。故对于像ITER这样的大型装置,回旋博姆输运比博姆输运更佳。
Boltzmann-Vlasov equation (玻耳兹曼-伏拉索夫方程)
描述碰撞平均自由程远大于系统特征长度的高温等离子体的方程。
Bootstrap current (自举电流)
1970年理论预计,在能源和粒子源不断补偿损失的托卡马克中,会有这种由扩散驱动的自举电流与β成正比,甚至在没有外加电压的情况下也会流动,可用于提供约束磁场:这就是不需环向电压的自举托卡马克的概念。多年之后在JET和TFTR装置上观察到与理论一致的自举电流,现在自举电流在实验和电站(特别是先进托卡马克)的设计中起了作用。
Boronisation (硼化)
把含硼的化合物加到真空室内表面以帮助降低杂质辐射。见:辉光放电清洗(glow discharge clea-
ning)。
Break-even (得失平衡)
见:能量得失平衡(energy break-even)。
Breeder (增殖堆)
本术语有时用于表示聚变电站部件使用于“增殖”,或者通过所释放的高能中子产生的核反应来生产氚,以作为电站中的燃料。最常用的反应为:
6Li+n→T+α+4.8 MeV
这里与快堆(裂变电站)中的增殖过程没有关系。
Bremsstrahlung (轫致辐射)
快速运动的粒子由于偏转(例如,通过近碰撞)而发射出的辐射。
Brewster angle (布儒斯特角)
电介质的极化角,它等于平行于入射平面的偏振波完全透射(不反射)时的入射角。因此,以这个角入射的非偏振波被分解为部分偏振的透射分量和完全偏振的反射分量。
Bumpy torus (波纹环)
美国国家航空和航天局路易斯的波纹环有12个超导线圈环向排列在大型真空容器中。目的是要在闭合磁场几何形态中将强电场加于等离子体,使得稳态等离子体加热和约束最佳化。
Bundle divertor (束偏滤器)
环向、纵向或束偏滤器,它引出一束抽出环向通量从而在环向场内形成分界面。
Burn (燃烧)
点火的等离子体称为“燃烧”。
Burning control (燃烧控制)
为维持核功率输出在所要求的区域维持等离子体参数(温度、密度、成分等)。
见:分布控制(profile control)。
C
CCD (电荷耦合装置)
电荷耦合装置是一种探测光的非常敏感的电子学方法。
CCE-FU [核能(聚变)领域欧洲原子能联营特殊研究和培训规划顾问委员会]
该委员会有三个小组:FTC——聚变工艺小组,FPC——聚变物理小组,FIC——聚变工业小组。
CDA (概念设计活动)
概念设计活动(Conceptual Design Activity)是在ITER所确定的研究目标的基础上,于1988-1990年所进行的一系列研究活动。内容包括:研究自持燃烧的物理问题,如α粒子约束,热不稳定性及长脉冲条件下改善约束模式的特性;基本上以感应电流驱动方式实现1000 s级长脉冲放电;偏滤器及第一壁均按实际发电反应堆要求设计,第一壁能承受1 MW·m-2的中子注入量和总中子注量率1 MW·a/m2 等多项研究活动。
CDX-U (电流驱动实验扩大装置)
普林斯顿的一个小型球形托卡马克装置。
CEUSC (卡拉姆欧洲原子能联营指导委员会)
CFP (共同体聚变规划)
见:欧洲聚变开发协议(EFDA)。
Charge exchange (电荷交换)
在两个物体碰撞期间,在它们之间传递电荷的过程 (例如,通过碰撞中性原子把一个电子传递给单电荷正离子,后者变为中性的,前者变为带电荷的)。
Charge exchange recombination spectroscopy (电荷交换复合光谱学)
等离子体中的中性原子(例如,来自中性束)向完全电离的杂质离子贡献电子,产生类氢离子。当电子从激发态中衰变时,发射光子通过测量这些光子由常规光谱学可以确定杂质温度、旋转以及密度。
Classical diffusion (经典扩散)
完全由带电粒子间的库仑碰撞或带电粒子与中性粒子间碰撞决定的扩散。
CLE (闭合磁力线实验装置)
在卡拉姆的一个实验装置,用于研究大环径比(约为7)下的仿星器和托卡马克等离子体。现在已拆除。
Close support unit (内部支持单位)
卡拉姆的内部支持单位(CSU)协助EPDA 同级领导对JET的工作,并且是通过EFDA同行向卡拉姆调派专业人员而组成。CSU在实验规划、像运行以及增强JET装置协调方面起很大的作用,还具有行政作用。
Closed (magnetic) configuration [闭合(磁)位形]
磁力线在等离子体内部附近闭合的一种磁场位形,因此,等离子体只能由于横越磁力线的扩散而逃掉。
COA (协会合同)
UKAEA(英国原子能管理局)和EURATOM(欧洲原子能联营)之间的一种协会合同。
Coherent radiation (相干辐射)
是这样一种辐射:在整个辐射期间辐射场内的任何两点都有恒定的相位差或完全相同的相位。
Cold plasma (冷等离子体)
等离子体被称之为冷的,是指比起外加约束磁场的磁压力,动(力)压力可以忽略的情形。即β值比1小很多的情形。这意味着在这种近似中,可以认为等离子体的离子和电子的热运动的平均速度为零,即假设这些粒子在不受扰动时是不运动的,而在电磁波场的作用下,则围绕各自的平衡位置振荡。在通过等离子体的电磁波的相速度远远大于离子和电子热运动的平均速度的条件下,这个等离子体模型可以用于高温等离子体。
Collision (碰撞)
两个或更多粒子、光子、原子或原子核相互接近,在此期间,像能量、动量和电荷这样一些量可能进行交换。
Collisional diffusion (碰撞扩散)
完全由带电粒子间的库仑碰撞或带电粒子与中性粒子间碰撞决定的扩散。
Collisionality (碰撞特性参数)
发生在托卡马克等离子体中极为频繁碰撞的一种量度。碰撞特性参数等于1,相当于垂直粒子在被散射之前完成一次香蕉轨道运动。
Collisionless plasma (无碰撞等离子体)
一种等离子体模型,其中密度是如此之低或温度如此之高,以致于接近的双体碰撞实际上都无意义,因为感兴趣的时间标度都小于碰撞时间。
Compact device (紧凑装置)
其环径比非常接近于1的轴对称环形装置。
COMPASS(-C)(-D) (紧凑装置)
紧凑装置:卡拉姆常规环径比托卡马克装置。该装置有类似于JET的磁几何形态,因此,从JET过渡到ITER时,它在定标实验结果中起了关键作用。
COMPASS-C带有环行真空室,运行于1989-1991年。COMPASS-D带有D形真空室,目前正在运行。
Condition for fusion (聚变条件)
只有当核彼此靠得很近时,才能发生聚变反应。然而,所有的核均带有正电荷,因而彼此排斥。通过把气体燃料加热到很高的温度,核得到足够的能量来克服排斥力而聚合在一起。在氘-氚反应中,温度需要超过1亿K,比太阳中心的温度高数倍。低于1亿K时,氘-氚反应率急剧下降:在5千万K时的反应率为1亿K时的1/10,而在1千万K时的反应率则为1亿K时的1/20000。
一个反应堆从聚变反应获得的能量必须大于输入加热燃料和运行系统的能量。聚变堆的功率输出取决于每单位体积的核数(密度ni)的平方和燃料气体的体积。
功率损失也必须保持在一个可接受的最低水平,这依靠把灼热的燃料气体与它们的周围环境绝热隔离起来。这种绝热的有效性可用能量约束时间(τE)来度量,τE为当各种外部加热去掉后系统冷却下来的特征时间。
在一个聚变堆中温度、密度和能量约束时间的三乘积(niτETi)值必须超过5×1021m-3·s·keV。一个聚变堆必需同时获得的参数典型值是:中心离子温度Ti为10-20 keV, 中心离子密度ni为2.5×1021m-3, 能量约束时间τE为1-2 s。
温度表示为核的平均能量(1 keV大约等于1亿K)。
Confinement time (约束时间)
能量或粒子离开等离子体前所存在的时间。
Confinement time scaling laws (约束时间定标定律)
见:输运定标 (transport scaling)。
Control and acquisition (控制和数据采集)
由于部件很多并且它们分布遍及一个大的场所,因此,JET的运行和调试是由一个集中式控制和数据采集系统(CODAS)来支持。这个系统是基于Norsk数据小型计算机的一个网络,计算机通过CAMAC设备(包括前端微处理器)和信号调节模件与实验相连。各部件已用逻辑方法分为子系统,每个子系统均由一个计算机控制和监测。在一次脉冲之后,来自一个子系统的所有信息被合并入储存和分析计算机上的一个文件。然后这个文件被传输到IBM大型计算机作详细分析。JET脉冲的信息汇总被存储在JET测量数据库中。
Controlled thermonuclear fusion (受控热核聚变)
两个轻原子核结合成一个较重的原子核,同时伴有能量释放或吸收而成为聚变。
参与核反应的原子核从热运动获得足以克服原子核间的库仑位垒所必须的能量而引起的聚变反应称为热核反应。在一定的约束区域内,根据人类的需要能控制其反应速率的热核反应称为受控热核反应。
Controlled thermonuclear reaction (受控热核反应)
见:受控热核聚变(controlled thermonuclear fusion)。
Coolant (冷却剂)
在核反应堆中环流以移出热或传递热的物质。普遍的冷却剂是水、空气、二氧化碳、液态钠和钠-钾合金(NaK)。
Coulomb collision (库仑碰撞)
带电粒子之间的碰撞。在库仑力的作用下使粒子偏离其原来的轨道。
CSU (内部支持单位)
见:内部支持单位(close support unit)。
CTX (紧凑环实验装置)
洛斯阿拉莫斯实验室的装置,用来研究没有外部辅助环向磁场球马克型紧凑环的产生、平衡、稳定性和约束性能。此装置长4.5 m,真空室直径1.5 m,并装有能提供10 kG均匀磁场的直流线圈。能量为240 kJ的快电容器组和能量为1 MJ的慢电容器组用于同轴等离子体、源和辅助脉冲磁场线圈。
Culham science centre (卡拉姆科学中心)
英国聚变研究中心,其具体事务由英国原子能管理局卡拉姆部执行。卡拉姆科学中心隶属于英国原子能管理局(UKAEA),及EURATOM/UKAEA聚变规划和JET,并由他们管理,卡拉姆科学中心有许多高科技公司作为承包人,特别是原子能管理局(AEA)技术处。卡拉姆位于英国牛津郡(Oxfordshire)阿宾顿(Abingdon)东部A415处。
Curie (居里)
符号Ci。描述材料样品中放射性强度的基本单位,它相当于每秒衰变370亿次,它近似等于1g镭的放射性,它也表示具有1居里放射性任何核素的量。以玛丽和皮埃尔居里的名字命名,他们在1898年发现了镭。
Current density (电流密度)
每单位截面面积的电流。
Current distribution (电流分布)
等离子体内等离子体电流密度变化情况,通常表示为离磁轴距离的函数。见:分布(profile)。
Current drive (non-inductive)电流驱动(非感应)
不是变压器作用下产生,而是由例如,用RF波或中性束驱动等离子体电流(在托卡马克中)的一种方法,对连续运行电站是必需的,因为,变压器作用是交变的。也应用于控制不稳定性,并且确定最佳约束。见:电子回旋电流驱动(electron cyclotron current drive)、快波电流驱动(fast wave current drive)、螺旋注入(helicity injection)、离子回旋电流驱动(ion cyclotron current drive)以及低混杂电流驱动
(lower hybrid current drive)。
Current profile control (电流分布控制)
等离子体中心存在着最高的电流密度,因为,这是最热的区域,等离子体电阻率随温度增加而减小。如没有发生在q=1磁面上的锯齿,这个高电流密度区域将向内挤压或收缩。有选择地在中心区域之外进行加热。能从等离子体中移去q=1磁面,从而避免锯齿的发生。另一个方法是把等离子体电流与温度分布去耦。JET装置上计划除了变压器作用产生的电流外,还将用中性束和3.7 GHz的射频功率[称为低混杂电流驱动(LHCD)]产生电流。
Current ramp-up (down)电流斜升(斜降)
在运行开始(斜升)或者在运行期间等离子体使电流的增大(减小)来改变电流剖面以研究约束性能。
Cusped geometry (会切几何形态)
组成会成形状的磁场位形,其磁力线处处凸向位形的中心。这种位形对约束等离子体特别有意义,因为在理论上它对磁流体不稳定性的发展是稳定的。
CXRS (芯部X射线光谱学)
Cyclotron frequency (回旋频率)
磁场中带电粒子垂直于磁场平面所具有一种固有的转动频率——回旋频率。对于托卡马克中的电子,一般回旋频率为几十GHz,对于离子为几十MHz。
Cyclotron radiation (回旋辐射)
在磁场中的带电子粒子由于其固有旋转而发出的辐射。粒子以回旋频率旋转。有时叫做同步加速辐射,特别是对非常快的粒子用这种称呼。
Cyclotron radius (回旋半径)
磁场中带电粒子的回转半径。
Cyclotron resonance (回旋共振)
当交变电场的频率等于电子在均匀磁场中的回旋频率时,电子从该电场共振吸收能量的过程。
Cyclotron resonance heating (回旋共振加热)
基于在等离子体中感应离子回旋频率或电子回旋频率的波或离子谐波频率的波,并通过能量的共振吸收对等离子体进行加热的模式。
Cylindrical approximation (圆柱形近似)
真实托卡马克几何位形的一种近似,在这种近似下大环被切开并展平,使得环向方向变成圆柱轴。有二个对称方向:沿轴(“环向”方向),绕轴(“极向”方向)。
D
Data acquisition system (数据获取系统)
把数据转换为机器可读的形式并把它们收集到计算机存储器里的系统。
Debye length (德拜长度)
等离子体中的特征长度,它相应于电子能受到给定正离子的电场影响的距离。实际上,它代表这样一段距离,在这段距离内电子电荷密度能够明显地不同于电荷密度。
Debye sphere radius (德拜球半径)
见:德拜长度(Debye length)。
Degenerate configuration (简并位形)
磁力线在绕位形有限次数之后本身正好闭合的位形。
DEMO (示范反应堆)
尽可能接近类似于商用聚变电站的一种示范聚变电站。预计这一发展阶段处在从现有装置到商用聚变电站之间再径“下一步”装置之后才能建造。
Dense plasma focus (稠密等离子体焦点)
基本由两个同轴位形的圆柱形电极和一个电容器组成的装置。据报导,放电时的等离子体密度高达1026m-3。
Density (密度)
在等离子体物理中,“密度”几乎始终指的是数密度——每单位体积的粒子数(与质量密度相反——每单位体积的质量)。
Density control (密度控制)
增加密度可以通过把附加气体引入真空室、注入高能中性原子(中性束加热)和注入固体弹丸等方法来实现。
通过辅助加热给等离子体增加输入功率将升高电子密度的极限。然后当关掉加热电源时,将发生电子密度太高的问题。为克服这个问题,在关闭外部加热电源前移动等离子体,使等离子体压到覆盖内壁的碳瓦上。已经发现这些碳瓦能为除去粒子提供抽气机制,因此能将密度减低到临界极限之下。
Density limit (密度极限)
假如电子密度太高,托卡马克中就会发生等离子体破裂。见:海吉尔图(Hugill diagram)和格林沃尔德密度(Greenwald density)。
Deuterium (氘)
氢的同位素,其原子核含有一个质子和一个中子。氘等离子体通常用于现今的实验中。
Deuterium-helium-3 reaction (D-3He反应)
另一种可供选择的氘-氚聚变反应:
D+3He→P+α+18.4 MeV
因燃料没有放射性,且产生几个中子(来自子体产物之间后续反应),这种反应比D-T反应更具有安全和环境优点。但是,要达到电站运行所需要的高温(3倍)、高密度以及约束时间是较难的。
Deuterium-tritium reaction (氘-氚反应)
用于未来聚变电站最有希望的聚变反应:
D+T→n+α+17.6 MeV
氘-氚等离子体已经在JET和TFTR装置上产生了大量的聚变能量。
DG-XII (欧洲委员会研究董事会)
欧洲委员会研究董事会的使命是组织多年框架规划。多年框架规划提供董事会政策实施的组织,以帮助管理,并且协调各大学、研究中心及工业界在财政上的合作支持。目前实施的第5个框架规划为1998~2002年。
D-3He reaction (D-3He反应)
见:氘-氦反应(deuterium-helium-3 reaction)。
Diagnostics (诊断)
通过一种或多种方法正确地测定(诊断)在实验期间实验装置内部发生的情况,也指用于诊断的仪器。
也用于测量一种或多种等离子体参量大小(温度、密度及电流等)的设备。见:电荷耦合装置(CCD)、电流交换复合光谱(charge exchange recombination spectroscopy)、电子回旋发射(electron cyclotron emission)、FIR(远红外)、干涉测量法(interferometry)、朗缪尔探针(Langmuir probe)、激光消融(laser ablation)、磁诊断(magnetic diagnostics)、中性粒子分析器(neutral particle analyser)、偏振测定法(polarimetry)、反射法(reflectometry)、光谱学(spectroscopy)、测量光谱仪(survey spectrometer)、汤姆逊散射(Thomson scattering)以及软X射线(soft X-rays)。
Diamagnetic loop (抗磁环)
用于测量环向通量的包围等离子体极向截面的通量环。
Diffusion (扩散)
由于单个粒子热运动,一种物质穿透到另一种物质中(例如,由于碰撞,等离子体发生横越磁场的扩散)。
DⅢ-D (托卡马克装置)
见:Doublet-Ⅲ。
Direct conversion (直接转换)
通过直接回收带电聚变反应产物的动能而产生电能。
Dispersion relation (色散关系)
等离子体波动或不稳定性的角频率和波矢量之间的关系。
Disruption (破裂)
对一给定的等离子体电流,密度能达到一个最大值。如果超过此值,就发生破裂,那时等离子体约束遭到突然破坏,等离子体电流在很短的时间内降到零。在这些条件下,装置构件上产生大的机械应力和热应力,破裂被认为是在特定磁面上发展起来的某些不稳定性所造成的。
包括MHD不稳定性的一种复杂现象,它导致热量迅速损失并使放电终止。在大型装置中,等离子体控制可能未起作用,尤其是垂直破裂事件(VDE)可能损坏器件。这一现象限制托卡马克中的最大密度、压强和电流。见:海吉尔图(Hugil diagram)。
Disruptive instability (破裂不稳定性)
是在托卡马克装置上的等离子体中最常见的一种宏观不稳定性,主要特征是:电流通道迅速(几十μs)膨胀,等离子体环显著地向环内侧移动,等离子体回路电压波形图上出现负尖脉冲,同时等离子体电流波形图上出现正尖脉冲。破裂不稳定性依其特征又可分为内破裂和外破裂。内破裂主要表现为由等离子体中心区软X射线发射强度波形图上的锯齿振荡,可用m=1的撕裂模不稳定性来解释。外破裂又依其电压波形图上负尖脉冲幅值大小分别称为大破裂和小破裂。破裂不稳定性的发生不仅限制其等离子体参数的进一步提高,约束性能变坏,甚至引起等离子体电流突然断裂。
Dissociative recombination (离解复合)
在气体中电子同正的分子离子相结合,随之是分子离解,所形成的原子带走过剩能量。
Distribution function (分布函数)
密度函数或空间内单位体积的粒子数。它是三个空间坐标和三个速度坐标的函数。相空间的点表示普通空间内的一定位置和速度空间内的一定速度。所以,分布函数在这样一点的值就是该点每单位体积和单位速度的粒子数或粒子的平均密度。实际上,决不可能计算单位体积内的准确粒子数。因此分布函数只不过代表一个周期内的粒子平均密度或在某个特定时间的最可能的分布。
DITE (偏滤器和注入托卡马克实验装置)
英国卡拉姆实验室的偏滤器和注入托卡马克实验装置。现已拆除,在DITE上研究破裂控制所获得的实验结果正在引起新的兴趣,特别对下一步装置研究。
Divertor (偏滤器)
环形聚变装置的组成部分,这种装置是用来把放电的外壳层内的带电粒子偏滤到一个单独的室内,在此带电粒子轰击挡板,变为中性粒子被抽走。用这种方法能避免外壳层内的高能粒子轰击主放电室壁从而避免了从室壁释放出能够冷却放电的次级粒子。
影响约束区边缘的磁场位形,用于把杂质/氦灰偏滤到靶室。偏滤器替换孔栏确定等离子体边缘。见:H模式(H mode)、抽气偏滤器(pumped divertor)、辐射偏滤器(radiative divertor)以及单/双零(single/double null)。
Doppler broadening (多普勒加宽)
当辐射原子、分子或原子核速度不相同时,单频辐射的频率展宽。每种展宽可能产生不同的多普勒漂移。
Doppler effect (多普勒效应)
由于源和观察者的相对运动观测得到的波的射频发生变化。
Doppler shift (多普勒频移)
由多普勒效应引起的观测到的波频率变化量。
Double null (双零)
见:单/双零(single/double null)。
Doublet-Ⅲ(托卡马克装置)
在美国圣迭戈由通用原子公司管理的托卡马克装置,在该装置上,等离子体几何位形变化的范围很宽。见:反剪切(reverse shear)。
Doublet devices (双流器装置)
具有肾形截面的非圆截面托卡马克装置。
Drift kinetic theory (漂移动力学理论)
可以精确地描述等离子体过程的动力学理论,所涉及的过程具有的空间标度比粒子拉莫尔半径大得多。见:回旋动力学理论(gyrokinetic theory)。
Drift orbits (漂移轨道)
粒子,特别对快粒子是在磁场方向运行的,但电场和磁场梯度产生一种垂直于磁场的附加漂移。
Drift surface (漂移面)
根据绝热不变性定律,粒子导向中心被限制在某个面上运动,这样的面叫漂移面。
Drift wave (漂移波)
磁约束等离子体中的振荡,这种振荡在存在密度梯度(即在等离子体表面上)时出现,并类似于重力场内在二种不同密度流体的分界面上传播的波。
Driven current (驱动电流)
用等离子体以外的方法产生等离子体电流(例如:变压器、中性束以及RF波)。
DTE-1,DTE-2(氘-氚实验-1,氘-氚实验-2)
在JET上包括使用氘和氚燃料的实验系列。DTE-1开始于1997年4月运行。于1991年11月进行了初步氚实验。
D-T reaction (D-T反应)
见:氘-氚反应(Deuterium-Tritium reaction)。
Duty factor (占空因数)
在聚变系统中等离子体燃烧时间同整个循环时间的比值。
Dye laser (染料激光器)
一种可调的激光器,在这种激光器中活性材料是一种分子很大的染料,比如七叶灵,并且激光的作用发生在电子的第一激发态和基态之间,每个状态都包括宽阔的振动旋转连续区。
E
EBT (Elmo波纹环)
一种磁约束聚变概念,在这种概念中用微波加热产生的高β电子环使波纹环稳定。
EBT-S (Elmo波纹环-S)
Elmo波纹环是美国国立橡树岭实验室的有24个扇形段的环形磁捕集器,这种捕集器是用微波加热来产生和维持准稳态高温等离子体的。
ECCD (电子回旋电流驱动)
见:电子回旋电流驱动(Electron Cyclotron Current Drive)。
ECE (电子回旋发射)
见:电子回旋发射(Electron Cyclotron Emission)。
Echoes (回波)
被反射或以足够的时间延迟返回的波束,其幅度与直接传播的波的幅度不同。
E-coil (E线圈)
在双流器装置上的等离子体电流驱动或欧姆加热线圈。理想的是,在约束系统中E线圈不产生磁场。
ECRH (电子回旋共振加热)
见:电子回旋共振加热(Electron Cyclotron Resonant Heating)。
EDA (工程设计活动)
工程设计活动(Engineering Design Activity)是在ITER所确定的研究目标的基础上展开的进一步研究活动。1990年开始进入EDA的各项子工程的更深入的设计研究。对一些重要元部件进行必要的预研工作,同时确定,将四方主要的托卡马克实验装置,如,JET,JT-60U,TS,TFTR,DIII-D等的研究纳入ITER规划,除了对ITER有关的改善约束方面进行研究之外,JTE重点对偏滤器,JT-60U重点对负离子中性源,TS对超导技术及长脉冲放电物理,TFTR和JET对氘-氚实验进行更深入研究。
EDA工作的总部设在德国伽兴等离子体研究所,并有4个分部分别在美国的通用原子公司(GA),英国的卡拉姆,日本的那珂以及俄罗斯的库尔恰托夫研究所。
Eddy current (涡流)
当导体在非均匀磁场中运动或处在磁通量发生变化的区域内时导体内部感应的电流。
Eddy current heating (涡流加热)
在从外部电磁稳定等离子体位置期间,在超导体导管和电缆中引起的加热。
Eddy current loss (涡流损失)
由磁芯内不希望有的涡流所造成的能量损失。
Edge localized mode(边缘局域模)
是在高约束(H模)状态下发生的一种边缘不稳定性。它影响等离子体边缘的一个窄的区域,并在≤1 ms的时标内导致粒子和能量从边缘损失掉,因而是一种快速而瞬态的不稳定性。然而,ELM能出现为重复性的不稳定性,这种不稳定性使时间平均的能量和粒子约束时间减小。
EFDA (欧洲聚变发展协议)
见:欧洲聚变发展协议(European Fusion Development Agreement)。
Effective half-life (有效半衰期)
包含在生物系统(比如人或动物)中的放射性核通过放射性衰变和生物析出的复合结果而将其放射性减一半所需的时间。
Eikonal equation (镜象方程)
电磁波或声波在非均匀介质中传播的方程,只有当介质性质的变化在波长距离范围内很小时,它才有效。
E-layer (E层)
在磁场内旋转并且产生的自磁场强到足以超过磁场,从而造成“场反向”的相对论电子圆柱层。
Electric probe (电探针)
在等离子体中用测量电子温度、电子与离子密度、空间与壁电位和随机电子电流的仪器;它基本上由一个或两个小的收集电极组成,电极上加有各种不同的电位,同时测量相应的收集电流。
Electron beam fusion (电子束聚变)
由相对论性电子束(或离子束)轰击氘-氚小球,使小球向内压缩并将氘-氚加热到产生核聚变反应的条件发生聚变反应,叫做电子束(离子束)聚变。
Electron beam fusion accelerator (电子束聚变加速器)
在美国圣地亚的用于惯性约束聚变的电子束加速器。
Electron cyclotron current drive (电子回旋电流驱动)
用于ECRH的非感应电流驱动。
Electron cyclotron emission (电子回旋发射)
由于电子绕磁场力线的回旋运动产生的电子辐射。用于测量电子温度。
Electron cyclotron resonant heating (电子回旋共振加热)
利用RF波以加速在磁场中转动的电子的一种附加加热方法。见:强场ECRH发射(high field ECRH launch)。
Electron temperature (电子温度)
指电子的动力学温度,在该温度下,理想气体分子的平均动能等于所考虑的等离子体中电子的平均动能。
Electron Volt (电子伏,eV)
能量单位,等于单电荷粒子经过1V电位差时所得到的能量,1 eV=1.6×10-19 J。
Electrostatic analyzer (静电分析器)
过滤电子束装置,它只允许很窄范围内的电子通过。
Electrostatic confinement (静电约束)
用电场约束等离子体。
Electrostatic wave (静电波)
由于电中性的扰动在等离子体中出现的纵波。在非磁化冷等离子体和长波长情况下,按定义这些波的频率等于等离子体频率。 ELM (边缘局域模)见:边缘局域模(Edge Localized Mode)。
Elomo bumpy torus (Elomo波纹环)
见:Elomo波纹环(EBT)。
Elongation (拉长度)
等离子体截面高度与其截面宽度之比。见:垂直位移事件(vertical displacement event),等离子体几何位形(plasma geometry)。
EMR (校外研究)
用大学的研究人员到卡拉姆工作来实施EMR合同。
Energetic particle (高能粒子)
从能量的角度看,等离子体中的粒子可以分为二类。多数粒子(热粒子)其能量分布可以用温度表征,在现代托卡马克中温度范围为1-30 keV。少数类(高能粒子)含有大量高能粒子(高达几MeV)。高能粒子是由聚变反应、中性束注入或者RF加热产生的。
Energy balance (能量平衡)
输入系统(例如,热等离子体)的能量和系统通过各种机制(例如,增加等离子体温度、辐射或粒子从等离子体损失的各种机制)消耗能量的比较。
Energy break-even (能量得失相当)
当加热功率等于所产生的总的聚变功率(即:D-T等离子体的α功率+中子功率)。用Q表示电站的聚变性能,其定义为聚变产物的能量与加热等离子体所用的能量之比。得失相当相当于Q=1,点火相当于Q=无穷大。燃烧等离子体为Q>1。
Energy confinement (能量约束)
当等离子体是以材料孔栏为边界时, 在托卡马克中的能量约束通常随输入到等离子体的功率增加而变差。结果是,能量约束时间τE近似随输入功率的平方根减小。这种状态被称为呈现L(低)模式约束。在具有磁孔栏(即有一个内部磁分界面或X点)的等离子体中,在超过某个输入功率阈值时,就能转变到这样一种状态:其能量约束时间比L模式的要增加1倍或更多。这种状态已被称为H(高)模式约束。然而,仍观察到约束随输入功率增加而变差的类似情况。
除了改善能量约束时间以外,观察到了增强的粒子约束,以及靠近分界面的温度和密度能够大大增加,从而形成具有一个“平台”的等离子体剖面。转变到H模式的确切条件是随着等离子体参数而变化的。例如,转变的阈值功率至少随环向磁场而线性增加。近几年来,H模式转变也在具有材料孔栏的等离子体中观察到了,不过其功率阈值通常比磁孔栏(X点)等离子体中的要高得多。
Energy confinement time (能量约束时间)
能量约束时间或能量损失时间是表征等离子体约束性能的特征参量,它没有严格的定义,在数量级上它等于当加热源项不存在时等离子体能量损失到它的(1/e)倍所需要的时间,或者说相当于等离子体能量损失其平均动能所需的时间。
Energy loss time (能量损失时间)
见:能量约束时间(energy confinement time)。
Energy replacement time (能量置换时间)
能量置换时间是表征等离子体能量补充的特征时间,在定态条件下,等离子体损失(通过辐射或其它损失机制)的总能量等于它的平均动能所需要的时间。
Error fields (误差值)
托卡马克磁线圈用于提供所希望的磁场位形。但是,有限的线圈数和其结构的不完整性不可避免地导致对于这种位形的不希望有的偏差,称为误差场。这会导致破裂,特别对大型托卡马克很重要。见:波纹(ripple)。
ETF tokamak (工程试验装置托卡马克)
工程试验装置托卡马克(Engineering Test Facilities tokamak)。
EURATOM (欧洲原子能联营)
欧洲原子能联营(European Atomic Energy Community)。
European Fusion Development Agreement (欧洲聚变开发协议)
协调欧洲联盟与瑞士之间有关受控热核聚变工作的一项协议。EFDA的运作从1999年1月1日到2002年12月31日。EFDA涉及的活动之一是通过欧洲聚变协会共同使用JET装置,JET补充协议确定一些可以着手进行的条款。
Excitation radiation (激发辐射)
由于激发态的激发(例如,经过电子同离子的非弹性碰撞)和这些激发态随后通过辐射跃迁的退激发而发出的线谱辐射。
F
Fabry-Perot interferometer (法布里-珀罗干涉仪)
由两块平行玻璃片组成,间距在几厘米范围内的可调干涉仪;玻璃片的两个内表面镀银,入射光波在其间经过多次反射,再透射出来。
Faraday rotation (法拉第旋转)
光通过磁化等离子体偏振面的旋转。见:旋光测定法(polarimetry)。
Fast neutron (快中子)
能量约大于1000000 eV的中子。
Fast (Alfven) wave (快阿尔芬波)
快阿尔芬波存在在于宽的频谱范围内,从离子回旋频率范围(ICRF)开始(其特征是电磁频率),下降到磁流体动力学频率。其速度可与阿尔芬速度相比。快阿尔芬波通常用于JET上高功率(约20 MW)ICRF加热,因为,通过离子回旋共振,它在等离子体中被有效吸收了。虽然,这种波在托卡马克中通常是稳定的,但可能受到高能离子群的激发。见:磁声回旋不稳定性(magneto-acoustic cyclotron instability)。
Fast wave current drive (快波电流驱动)
快波产生的电流驱动不同于低混杂电流。比起低混杂波,快波穿过等离子体更容易。
Feedback (反馈)
利用等离子体参数测量结果来改变控制或等离子体加热以维持所希望的条件。
Fertile material (增殖性材料)
通过中子捕获和放射性嬗变可转换成裂变材料的核素(例如,铀238或钍232)。
FIC (聚变工业小组)
见:核能(聚变)领域欧洲原子能联营特殊研究和培训规划顾问委员会(CCE-FU)。
Field coils (磁场线圈)
在磁约束装置中,用于产生为稳定和等离子体所需成形的磁场的线圈。见:极向场(TF coils)和垂直场(PF-
coils)线圈,误差场(error fields)。
Field lines (场力线),flux surface (通量面)
表示力场方向而设想的线。这些线确定一些曲面,粒子被近似地限制在这些曲面附近,称为通量面。见:漂移轨道(drift orbits)。
Field shaping coil (场成形线圈)
托卡马克中的一组极向场绕组,该绕组提供限制等离子体的水平和垂直运动的磁场拓扑结构,在某些应用中它还用来形成非圆形等离子体截面或偏滤器分界面。
Fifth Framework Programme (第5个框架规划)
见:欧洲委员会研究董事会(DG-XII)。
FIR (远红外线)
远红外线(即波长约为0.2-1 mm)是电磁波的一部分。FIR激光器用于测量磁场和等离子体密度。
Fire-hose instability (救火水管不稳定性)
当粒子在磁场方向的能量大于垂直于磁场方向的能量时,在等离子体中产生的一种电磁流体力学不稳定性。这种不稳定性是由于当等离子体沿着弯曲的力线运动时,有离心力作用于等离子体上所致,引起磁场分布整体地前后振荡,当存在涉及整体等离子体大的各向异性时出现阿尔芬波不稳定性,当存在小的各向异性时发生慢阿尔芬波不稳定性。这种不稳定性又称救火水管不稳定性。
First wall (第一壁)
包围等离子体的第一物理边界。
Fishbones (鱼骨模)
当中性束加热用于托卡马克时,有时观察到MHD活性快速猝发(当把磁场中猝发性脉冲作为时间的函数时),“鱼骨”是这些猝发性脉冲的形状。
Fissile material (裂变材料)
有时作为可裂变材料的同义词,这个术语已有更广泛的含义,即由所有能量(特别是包括热中子和快中子)的中子能引起裂变的任何材料,例如,铀235和钚239。
Fission (裂变)
重核分裂成近似相等的两部分(这两部分是轻元素的核),同时释放比较大的能量,并且一般释放出一个或更多个中子。裂变能自发产生,但通常是由核吸收γ射线、中子或其它粒子引起的。
Flat-top current (平顶电流)
恒定电流(指曲线的形状随时间的变化)。
Flibe (氟、锂和铍的熔盐)
Flute instability (槽纹不稳定性)
若等离子体存在着垂直于主磁场而且能引起电子和离子向相反方向漂移的力(例如重力或磁场梯度等)时,由于反向漂移形成的空间电荷之电场与主磁场作用使等离子体与磁场交界面的槽型扰动增长而导致的不稳定性。此不稳定性引起等离子体与磁场互换位置,所以也称为互换不稳定性。
Flux loop (通量环)
大型单匝铜线圈,用于测量由该线圈围绕的磁通量。
Flux surface (通量面)
见:场力线(field lines)。
FMIT (聚变材料辐照试验装置)
聚变材料辐照试验装置(Fusion Materials Irradiation Test)。
Fokker-Planck code (福克-普朗克编码)
可以描述碰撞弛豫和等离子体加热时等离子体粒子速度分布的一种计算机编码。
Fokker-Planck equation (福克-普朗克方程)
描述在速度空间内自由粒子运动的方程,当由相当远距离的碰撞产生的小偏转的积累效应比偶尔发生的大偏转的效应显著时,该方程适用于等离子体。
Force-free region (无力区)
见:极向β(poloidal beta)。
FPC (聚变物理小组)
见:核能(聚变)领域欧洲原子能联营特殊研究和培训规划顾问委员会(CCE-FU)。
Frozen magnetic field (冻结磁场)
表示这样一个事实:在存在磁场的情况下具有无限大电导率的流体的运动伴随有磁场的形变,好像是磁力线被冻结流体中并被它携带着一起似的。
FTC (聚变工艺小组)
见:核能(聚变)领域欧洲原子能联营特殊研究和培训规划顾问部委员会(CCE-FU)。
Fuelling (加料)
为聚变等离子体提供必要反应物质。见:弹丸注入(pellet injection)。
Fuels (燃料)
氘在水中的含量很少,并易于分离出来,所以在海洋中有着实际上取之不竭的储藏量。相反,氚在自然界中是不存在的,是必须人工制备的。氚可用聚变反应中产生的中子和轻金属锂之间的核反应来获得。所以,虽然反应堆中的聚变反应是在氘和氚之间进行的,但消耗的将是氚和锂,即:
聚变反应 D+T→4He+n
氚增殖反应 6Li+n→T+4He
7Li+n→T+4He+n
世界上可用于聚变堆发电的锂有着足够的储藏量,按目前的耗电量水平估算够用数百年。
Full wave theory (全波理论)
RF加热研究时完整考虑各种波能的一种波理论(传输的、反射的及吸收的;包括传送到其它波中的波能)。
Fusion (聚变)
当二个轻核(离子)相互非常接近而克服库仑(电荷)排斥时,发生聚变反应。聚变产物的总质量低于二个原始核的质量,把不同的质量转换成按产物分配的动能。正在研究的一些方法试图把这种潜在的巨大能源作为动力,包括磁约束聚变和惯性约束聚变。见:劳逊判据(Lawson criterion),氘-氚反应(deuterium-tritium reaction)和氘-氦反应(deuterium-helium-3 reaction)。
Fusion-fission hybrid (聚变-裂变混合堆)
由聚变和裂变反应生产能量的反应堆。一般由含有裂变材料的次临界包层包围聚变中子源。如果在包层中也包含可转换材料,那么,反应堆将产生额外的裂变材料。
Fusion power core (聚变功率堆芯)
聚变功率装置的主要部件,对托卡马克而言包括孔栏或第一壁、偏滤器、包层、屏蔽、PF线圈、TF线圈、电流驱动系统、深冷容器以及结构部件。不包括诸如:厂房、汽轮机、热交换器等与聚变无直接关系的一些物项。
Fusion product (聚变产物)
聚变反应产物,例如:氘-氚等离子体中的α粒子或中子。
Fusion reactivity (聚变反应性)
每个离子的聚变反应率。在目前典型托卡马克条件下,它随等离子体密度和温度而增大。
Fusion reactor (聚变堆)
在聚变堆中,锂化合物将被装入包围堆芯的包层中,因此,可以利用一些中子来制造氚。所产生的氚就可以被提取出来用于聚变堆中。包层还将提供利用中子从核反应中带走的能量的方法。当中子在包层中被慢化时,包层的温度将上升,因此,能够产生蒸汽,从而能用普通的方法发电。
最终希望所达到的状态使所建造的聚变堆能利用下述的氘-氚反应:
D+D→3He+n
D+D→T+P
在此情况下,就不需要另行制备氚,只需投入氘就可保证聚变堆的运行,从而可得到一个实际上用之不竭的能源。
Fusion triple product (聚变三乘积)
密度、温度和能量约束时间的数学乘积。达到能量得失平衡和点火的一种量度。见:劳逊判据(Lawson cri-terion)和聚变条件(conditions for fusion)。
G
Gamma rays (γ射线,符号γ)
高能、短波长电磁辐射。γ辐射常常伴随α辐射和β辐射而产生,并总是伴随裂变而产生。γ射线有很强的穿透力并最容易用高密度材料比如铝或贫化铀挡住或屏蔽掉。γ射线基本上类似于X射线,但能量通常比较高,并且是核发射的辐射。
Gas blanket (气体包层)
包围高温等离子体的稠密冷气体区域,是用来保护材料避免受高温离子轰击的。
GDC (辉光放电清洗)
见:辉光放电清洗(Glow Discharge Cleaning)。
Getter (吸气剂)
能够用来净化真空气氛的材料。
Glow discharge cleaning (辉光放电清洗)
密封真空室内表面的一种方法,以便阻止来自壁的杂质释放;电流通过气体(一般为氢、甲烷、氦、硼酸三甲基或乙硼烷三甲基其中的一种气体),以使气体分子形成覆盖层(实际层过程和其有效性均取决于所有的气体)。
Grad-Shafranov equation (格拉特-沙夫拉诺夫方程)
将等离子体电流分布和压强之间关系作为通量的函数的一种二阶非线性椭圆偏微分方程。该方程用计算机很容易进行数值解,计算得出的满足这一方程的等离子体几何位形和分布构成了等离子体平衡。
Greenwald density (格林沃尔德密度)
归一化的格林沃尔德密度由下式给出:n20Pia2/Ip, 式中,n20为电子密度,单位为1020m-3,a为等离子体小半径,单位为m,Ip为等离子体电流,单位为MA。在许多托卡马克中,这一值没有超过1,因此,格林沃尔德密度是托卡马克中密度极限的一种量度。
Guiding center (导向中心)
在足够强的磁场内运动旋转并受到其它效应(例如,电场)作用的带电粒子的瞬时中心。
Gyro-Bohm transport (回旋玻姆输运)
见:玻姆输运(Bohm transport)。
Gyro-kinetic theory (回旋动理学)
动理学理论的一种形式,在这种理论中没有假设拉莫尔回旋半径是小量。研究精细不稳定性的一种重要理论,这些不稳定性会驱动湍流,进而会引起反常输运。
Gyrotron (回旋管)
在电子回旋频率范围(约50-200 GHz)内用于产生高功率微波的一种装置。
H
H factor (H 因子)
在给定的一组等离子体条件下能量约束时间与按L模定标定律计算的理论值之比。对于H模等离子体,H 因子一般约为2,与一般的L模相比,约束时间提高2倍。
H-L transition (H-L转变)
从H模改变成L模(通常是相当突然的)。
H-regime (mode) (H工况,H模式)
在托卡马克等离子体中观察到的一种高的约束工况。当托卡马克等离子体被加热超过特征功率阈值时,高约束工况随密度、磁场和装置尺寸的增大而扩展。它的特点在于在边缘(产生边缘“温度台阶”)和ELMs附近有一个锐的温度梯度,与正常的L工况相比的能量约束时间提高100%。
Half-life (半衰期)
某种放射性物质的一半原子衰变成另一种核的时间。测得的半衰期从百万分之几秒到数十亿年。
Halo current (晕电流)
在删削层中流到约束等离子体区域外侧的电流。在VDE期间,等离子体与孔栏接触,开始被删削,导致部分等离子体电流沿场力线流动。电流路径与材料表面相交,而在材料表面上电流会沿最小电阻的路径流动,引起材料的强加热和变形。晕电流的效应不是轴对称的,并且引起大的损伤。对下一阶段装置也有潜在的关系。
Heat exchanger (热交换器)
把热从一种流体(液体或气体)传输到另一种流体或环境的装置。
Heating (加热)
等离子体最初产生和加热是在等离子体中流过的大电流(欧姆加热)。此电流还用来产生极向磁场。
这种电流的加热作用随等离子体变热而减弱,因为等离子体的电阻随其温度增加而减小。因此,若要达到聚变堆所需要的温度,就必须提供辅助的加热方法。
通常应用的主要辅助加热方法有两种:(1)中性束加热。在此方法中,一束氢或氘离子被加速到高能并射向等离子体。因为带电粒子不能横越约束等离子体的磁场,所以离子束必须被中性化。由此产生的高能中性原子横越磁场,并通过与等离子体碰撞把它们的能量交给等离子体,从而提高等离子体的温度。(2)射频加热。等离子体从高功率射频波吸收能量。所选择的工作频率接近离子或电子在磁场中回旋的频率。
Heavy water (重水,符号D2O)
重氢原子与普通氢原子的比例比天然比例(1:6500)大得多的水,在反应堆中作慢化剂用,因为它能有效地降低中子能量并且有小的中子吸收截面。
Helias (先进的螺旋仿星器)
先进的螺旋仿星器其英文全称为HELIcal Advanced Stellarator)。具有变形的非平面环向场线圈的仿星器位形,不用连续的螺旋线圈或者类托卡马克的极向场。Helias是电站最有希望的仿星器概念,它具有模件式工程设计和最佳等离子体,以及MHD和磁场特性。Wendelstein Ⅶ-X装置是基于5个场周期的先进的螺旋仿星器位形。
Helicity injection (螺旋量注入)
把螺旋磁波传入到等离子体的一种方法以产生驱动电流,对维持环形和球形装置有潜在的价值。环向等离子体的螺旋量是与环向和极向磁场的链合有关的,并且在放电过程中近似地守恒。如果可以注入外加的螺旋量,那么,等离子体电流可以维持,甚至提高。
Helies facility (Helies 装置)
洛斯阿拉莫斯的用于激光聚变实验的10 kJ、8束二氧化碳激光装置。
Heliotron (螺旋器)
该仿星器位形中螺旋线圈用于约束等离子体,同时有一对PF线圈提供垂直场。TF线圈有时也用于控制磁面特性。
Heliotron-E (螺旋器-E)
一种大型螺旋器位形的仿星器,建造于日本的京都。
Helium ash (氦灰)
在氘-氚等离子体中聚变反应产生高能α粒子(氦核),当高能α粒子慢化时加热等离子体。一旦发生这种情况 ,α粒子就不能进一步使用:它们构成氦灰,需要移出氦灰,并且氘-氚燃料替换氦灰以避免等离子体稀释。
High beta (高β)
表示等离子体能量占磁场能量很大份额的一种条件,另一种测度是:等离子体能量可与极向磁场中的能量相比 ( 即极向β接近1 )。见:β(beta)。
High beta plasma (高β等离子体)
β值在0.1到1的等离子体。
High field ECRH launch (强场ECRH发射)
电子回旋共振微波从等离子体大环的内侧发射。可用于加热的较高密度等离子体。
High frequency confinement (高频约束)
利用高频电磁场来改进等离子体的约束性能和减少等离子体粒子损失。高频约束或者用高频电磁波的辐射压强或者用在定态不均匀磁场加上与电子回旋共振频率相近的高频电磁场来改进约束。后者经常用于开端磁场位形中(磁镜或会切几何位形)阻止粒子的漏失,此时高频电磁场的功率共振地传输给电子的横向运动,使电子的横向能量增加,从而更多的电子被反射回系统的中心。
HF confinement (高频约束)
见:高频约束(high frequency confinement)。
High frequency heating (高频加热)
借助于用电子管振荡器或等效的射频功率源产生的射频电流进行加热。
High frequency plugging (高频堵漏)
见:高频约束(high frequency confinement)。
HF plugging (高频堵漏)
见:高频约束(high frequency confinement)。
Homopolar generator (单极发电机)
对着电枢的电极都具有相同极性的直流发电机,在有效导体内产生的电压总是有相同的极性,因此,无需换流就可产生纯直流电。
Hugill diagram (海吉尔图)
1/q相对于nR/B的曲线图(式中,q为等离子体边缘处的安全因子,n为平均电子密度,R为等离子体大半径,B为等离子体中心的环向场)表明,托卡马克运行边界受到破裂的限制。可以清楚地看到密度与q极限(海吉尔图中n的单位为每立方米1019电子)。
Hybrid resonance (混杂共振)
磁化等离子体中的一种共振,包括以等离子体频率为特征的平行聚束和以回旋频率为特征的粒子垂直运动的两个方面。
Hydrogen embrittlement (氢脆化)
由于在金属晶格中惨氢,金属的断裂强度降低。
Hydromagnetic instability (磁流体不稳定性)
在磁场中导电流体( 液体或气体 )作宏观运动时由于同磁场相互作用而产生的不稳定性。
I
IAEA (国际原子能机构)
国际原子能机构其英文全称为International Atomic Energy Agency。
ICCD (离子回旋电流驱动)
见:离子回旋电流驱动(Ion Cyclotron Current Drive)。
ICE (离子回旋发射)
离子回旋发射类似于ECE。在JET和TFTR上获得的超热信号显然是由收集的高能离子群的不稳定性驱动的,例如,聚变产物和注入的束离子。
ICF (惯性约束聚变)
见:惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion)。
ICRF (离子回旋射频)
见:离子回旋共振加热(Ion Cyclotron Resonant Heating)。
ICRH (离子回旋共振加热)
见:离子回旋共振加热(Ion Cyclotron Resonant Heating)。
Ideal (理想)
在磁流体动力学的范围内,“理想”意味着磁场和等离子体始终在同时运动。为此,等离子体的电阻必须是可忽略的。
Ideal internal kink mode (理想内扭曲模)
在托卡马克中心区域的一种磁流体不稳定性。这种不稳定性,以及与之接近的电阻内扭曲模与大多数托卡马克中发生的锯齿破裂有关。
IEA (国际能源机构)
国际能源机构其英文全称为International Energy Agency。
Ignition (点火)
如果聚变反应释放出的α粒子所产生的功率 ( 总的热核功率的20% ) 足以维持聚变等离子体的温度, 氘和氚的混合物就达到点火。
Ignition condition (点火条件)
自持聚变反应条件:对氘-氚等离子体,当α粒子等离子体加热等于热损失时点火发生。见:能量得失平衡(energy break-even)。
Ignition temperature (点火温度)
在等离子体中通过聚变过程沉积的能量正好等于损失(例如,通过辐射过程)的能量时的温度。
Impact fusion (碰撞聚变)
关于加速含D-T的轰击粒子以及随后此种粒子同静止靶或类似的加速粒子相碰撞的科学。
Impurities (杂质)
不同于基本等离子体离子种类的离子,是不希望有的,因为它们通过辐射损失能量,并且稀释等离子体。
Impurity radiation (杂质辐射)
通过等离子体损失的因杂质引起的能量辐射。在电站中这是不希望有的,因这需产生更多的聚变能量以补偿这种损失。辐射率随杂质离子的质量而增大,这就是为什么面对等离子体表面经常涂覆碳、硼或其它低Z材料。见:辉光放电清洗(Glow Discharge Cleaning)。
Impurity screening (杂质屏蔽)
避免杂质进入等离子体。见:偏滤器(divertor),硼化(boronisation)。
Incoherent scattering (非相干散射)
粒子或光子的散射,在这种散射中散射元彼此无关地起作用,因此在散射束的不同部分之间没有确定的相位关系。
Inertial confinement (惯性约束)
以惯性力对等离子体进行动力的约束,用于非常高密度(高压)的“脉冲系统”,在这种系统中,静电约束是不可能的。
Inertial confinement fusion (惯性约束聚变)
使用高功率激光器或者其它束装置使材料弹丸爆聚达到聚变发生那样高的密度。
Instability (不稳定性)
见:磁流体动力学(和其它)不稳定性[MHD (and other) instabilities]。
Integrated neutron flux (积分中子通量)
通量乘以时间,通常表示为nvt, 其中,n为每立方厘米的中子数,v为速度(cm/s),t为时间(s)。
Interchange instability (交换不稳定性)
等离子体同磁场交换位置的一类磁流体不稳定性,也称为“槽型不稳定性”,因为预计等离子体和磁场之间的分界面呈槽型。
Interferometry (干涉量度学)
泛指光学干涉仪的设计和应用。应用方面包括波长的精确测定,极短距离及极薄厚度的测量,谱线超精细结构的研究,折射率的精确测定,双星间隔的测定和很大星体直径的测定等。
Internal inductance (内感)
用符号Ii来表示等离子体中心分布峰化程度的一种量度。高内感的等离子体在其截面中心附近等离子体电流最大。
Internal kink (内扭曲)
发生在等离子体中心区(q<1)的一种典型MHD不稳定性,它降低峰值温度和密度。
Internal reconnection event (内重连事件)
使磁力线分裂并且重连或不同的拓扑形态的一种不稳定性,使系统达到更低能态。这些事件在MAST和其它球形托卡马克上经常可以观察到,它们似乎替换潜在的更严重的破裂不稳定性。
Internal transport barrier (内部输运垒)
等离子体内的一种输运垒,不同于等离子体边缘附近的输运垒。
Internalring devices (内环装置)
或用机械方法或用磁力方法将载电流的环平行于大环的小轴悬浮在等离子体真空室内的环形系统。
INTOR tokamak (国际托卡马克反应堆)
曾由美国、前苏联、日本和欧洲共同体设计的一种大型托卡马克装置。
Ioffe bar (约飞棒)
特殊形式的磁场,把它加在普通磁镜上,则可提供“磁阱”并消除磁流体不稳定性。
Ion acoustic wave (离子声波)
在等离子体的离子密度中纵向压缩波,它能够在高的电子温度和低频率情况下产生,是由离子惯性和电子压力的结合引起的。
Ion Bernstein wave (离子伯恩斯坦波)
仅存在于高温等离子体并受离子支持的一种波。当这种波为无阻尼时,它在离子回旋频率谐波下垂直于磁场传播。还有一种电子回旋频率谐波下传播的电子伯恩斯坦波。见:磁声波回旋不稳定性(magneto-acoustic cyclo-tron instability)。
Ion cyclotron current drive (离子回旋电流驱动)
用ICRH的非感应电流驱动。
Ion cyclotron resonant heating (离子回旋共振加热)
在波频率(约20-50 MHz)与离子在磁场中的回旋频率相匹配时使用RF波的一种附加加热的方法。
Ionization (电离)
从中性原子除去一个电子或给它增加一个电子,从而产生一个离子的过程。此术语通常也用在从部分电离原子中除去电子的过程。
Ionization potential (电离电位)
把一种原子或分子中的电子移到无穷远所需要的每单位电荷能量。
IR (红外线)
电磁波中红外线部分。
IRE (内部重连事件)
见:内部重连事件(Internal Reconnection Event)。
Iron core (铁芯)
铁芯可以用于改善由变压器作用驱动的托卡马克中初级线圈与等离子体之间通量链合。但是,当磁铁饱和时会产生环向不对称,并且会破坏平衡 。这些缺点不会发生在空芯托卡马克中,虽然,这些装置磁通链合要差,并且需要小心设计初始绕组的分布,以避免等离子体附近的杂散场。JET是一个铁芯托卡马克的例子,COMPASS是一个典型的空芯托卡马克。
Islands (岛)
见:磁岛(magnetic islands)。
Isotropic plasma (各向同性等离子体)
其性能比如压力与测量方向无关的等离子体。
ITB (内部输运垒)
见:内部输运垒(Internal Transport Barrier)。
ITER (国际热核实验反应堆)
国际热核实验反应堆(International Thermonuclear Experimental Reactor)是为下一步托卡马克而提出的。ITER是一个全尺寸托卡马克型聚变实验反应堆,与未来真正发电的反应堆具有同样的装置参数,具有试验核包层,但仅进行脉冲(1000 s)运行,不能向电网供电。与已有的大型托卡马克装置不同,ITER将在自持氘-氚燃烧条件下运行,即主要靠α粒子自加热维持氘-氚,反应堆的各种部件完全按实际发电反应堆要求设计的,所以是在确定示范反应堆即DEMO前的最后一个研究阶段。
ITER 90-H scaling law (ITER 90-H定标律)
由于H模被列为ITER托卡马克的标准运行方式,ITER数据组在80年代末就开始收集不同装置的H模数据并进行定律的研究工作。根据标准多变量线性回归分析得到了无ELM H模总能量幂指数约束定标律,即ITER 90-H定标律。
ITER H93-P scaling law (ITER H93-P定标律)
在类似于ITER 90-H定标律的选择条件下,通过对数线性回归得到了ITER H93-P的定标律。
ITER H97-P scaling law (ITER H97-P定标律)
随着一些具有代表性的新装置ASDEX-U,JT-60U,COMPASS-D等的运行,ITER数据组在DB2数据库的基础上通过增加这些装置的H模实验数据创建了第三代H模数据库ITER DB3,并从DB3中对数线性拟合出无ELM和有ELM的H模热能约束定标律,即ITER H 97-P。
ITER-TAC (国际热核实验反应堆技术顾问委员会)
国际热核实验反应堆技术顾问委员会其英文全称为Technical Advisory Committee for ITER。
J
JET (欧洲联营环形托卡马克)
欧洲联营环形托卡马克(Joint European Torus)是世界上最大的托卡马克装置,位于英国卡拉姆。见:先进托卡马克(advanced tokamak),自举电流(bootstrap current)、先期氚实验(preliminary tritium)、DTE-1、DTE-2、快阿尔芬波(fast Alfven wave)、铁芯(iron core)、反剪切(reverse shear)、EFDA 和JET运行合同(JET operation contract)。
JET Implement Agreement (JET履行协议)
见:欧洲聚变开发协议(European Fusion Development Agreement)。
JET operation contract (JET运行合同)
在欧洲原子能联营-英国原子能管理局协会合同的框架下,为了JET装置的运行在欧洲原子能联营与英国原子能管理局之间的一种合同。JOC(JET运行合同)为英国原子能管理提供JET装置运行、维修以及安全的责任,其它部分由JIA负责。
JIA (JET履行协议)
JET履行协议(JET Implementing Agreement)。见;EFDA。
JOC (JET运行合同)
见:JET运行合同(Jet Operation Contract)。
JT-60U (日本托卡马克-60的扩大装置)
JT-60U是日本磁约束规划的旗舰托卡马克,类似于JET尺寸。位于那珂,由日本原子能研究所(JAERI)管理。超大型托卡马克计划为JT-60SU。见:反剪切(reverse shear)。
K
Kerma (比释动能)
由电离辐射从每单位质量受辐照材料产生的带电粒子的总动能,以每尔格/克为单位。
Kinetic instability (动力学不稳定性)
引起离子或电子能量分布不稳定的振荡。
Kinetic pressure (动力压强)
组成等离子体的粒子热运动的动能密度。对于一定类型的粒子,动力压强等于nKT的乘积,这里n是粒子密度,K是玻耳兹曼常数,T是等离子体的绝对温度。
Kinetic temperature (动力温度)
处于热力学平衡的粒子系集的随机运动能量的量度。特别是温度(T)相应于对粒子系统在3个平移自由度的能量平衡下所假设的麦克斯韦分布。粒子平均能量为3/2KT,这里K为玻耳兹曼常数。
Kinetic theory (动力理论)
描述构成电子和离子轨迹的等离子体的详细数值模型。比流体和双流体理论更为复杂,需要研究RF加热,特别包括高能粒子时的某些不稳定性。见:漂移和回旋动力理论(drift and gyro kinetic theories)。
Kink instability (扭曲不稳定性)
是一种磁流体不稳定性,这种不稳定性有时是在载有强轴向流的细等离子体柱中发展起来的。如果在这种等离子体柱中扭曲开始发展,那么在扭曲内侧的磁力变得比扭曲外侧的磁力大,因此一般势必使扭曲幅度增大。而后等离子体柱变得不稳定,并发生朝着放电室壁的宏观横向移动。
Kruskal limit (克鲁斯卡尔极限)
等离子体电流极限值,从理论上讲,如果超过此极限,在托卡马克中就会产生磁流体不稳定性。
Kruskal-Shafranov limit (克鲁斯卡尔-沙夫拉诺夫极限)
见:克鲁斯卡尔极限(kurskal limit)。
L
L-H transition (L-H转变)
从L模向H模的改变(一般是很突然的)。
L-regime (mode) [L工况(模)]
与H工况相反的工况。存在附加加热时托卡马克的一种“正常”的低约束运行状态。
Landau damping (朗道阻尼)
波在热等离子体中传播时由于波与速度接近波相速度的粒子的相互作用而引起的阻尼。
Langmuir frequency (朗缪尔频率)
由于空间电荷之间吸引之恢复力作用在电子上,使电子相对于静止不动的离子作集体运动而引起的等离子体振荡的自然频率,这个频率很接近于电子等离子体频率,电子和离子等离子体频率分别表示为:
ωe,i= (G)
其中,ne,i ; ze,i和me,i分别是电子和离子的数密度、电荷数和质量。
Langmuir probe (朗缪尔探针)
用来测量等离子体中温度和电子密度的一种器件,包含一个与等离子体接触的电极,在电极电位被改变时测量所形成的收集电流。
Large Helical Device (大型螺旋装置)
用于聚变研究的世界上最大的仿星器,位于日本名古屋国立研究所。LHD始于1998年3月运行。
Large scale ideal modes (大尺度理想模)
在 MHD不稳定性中磁力线随等离子体移动(意味着零电阻)的一种理想模。大尺度模的波长与等离子体尺寸相当接近。
Larmor radius (拉莫尔半径)
对于在均匀磁场中作横向运动的带电粒子,将其轨迹投影在与磁场垂直的平面上的曲率半径,也称为磁回旋半径。
Laser ablation (激光消融)
使用激光将注入到等离子体中的物体分解和电离。
Laser amplifier (激光放大器)
一种用来增加另一个激光器输出的激光器。亦称光放大器(light amplifier)。其中包括圆盘放大器(disk
amplifier)和棒放大器(rod amplifier)。圆盘放大器使用掺有钕离子的玻璃的薄圆盘或板。把这些圆盘以布儒斯特角装置在由圆柱形的闪光灯阵列包围的腔内。闪光灯用来产生粒子数反转。棒放大器是一种放大相干光能的器件,通常由材料适当掺有离子化合物来形成放大介质的玻璃或结晶材料的圆柱组成。由紧配合的闪光灯激励(抽运)这种介质来产生放大所需要的粒子数反转。
Laser fusion (激光聚变)
将激光束的能量射向含有聚变燃料的小丸发生的核聚变过程。
Laser-heated solenoid (激光加热螺线管)
长为3 m,场强为300 kG的直线快螺线管磁体,它能约束被CO2激光器的10 kJ,2μs脉冲加热的等离子体。目的是要把密度为1018cm-3的氢等离子体加热到高于1 kV的温度,还要研究端损失、辐射、等离子体耦合、传导损失、束传播以及捕获。
Laser interferometer (激光干涉仪)
用激光作为一种光源的干涉仪。由于激光的单色性和高的固有亮度,因此它能以几百米的干涉束程差运行,而经典干涉仪的最大程差约为20 cm。
Laser scattering (激光散射)
见:汤姆逊散射诊断(Thomson scattering diagnostic)。
Lawson criterion (劳逊判据)
通过聚变反应使产生的能量比为了产生和维持等离子体所需的能量更高,必须满足劳逊判据。也就是说,离子密度和能量约束时间的数学乘积必须大于一定值,该值取决于聚变反应的大小。在氘-氚聚变中,这一值约为2×1020m-3s。见:聚变三乘积(fusion triple product)。
LHCD (低混杂波电流驱动)
见:低混杂波电流驱动(Lower Hybrid Current Drive)。
LHD (大型螺旋装置)
见:大型螺旋装置(Large Helical Device)。
LHH (低混杂波加热)
见:低混杂波加热(Lower Hybrid Heating)。
li (内感)
见:内感(internal inductance)。
Limiter (孔栏)
在托卡马克容器内用于确定等离子体边缘的材料表面,使等离子体避免与容器接触。另一方法是采用偏滤器以确定边缘。
Line radiation (线辐射)
电子产生激发态的衰减引起的一种辐射。线辐射的激发来源于电子碰撞和复合回到激发态。
Linear pinch (直线箍缩)
在开端位形中等离子体的箍缩,特点是电流为轴向,而电流产生的磁场为方向角方向,箍缩是径向的。
Locked modes (锁模)
产生旋转的MHD模式(通过这些模也可以增长)。
Locked modes threshold (锁模阈)
可以引起称为锁模的非旋转磁流体动力学不稳定性的非轴对称扰动的阈值。
Lorentz dissociation (洛伦兹离解)
由洛伦兹电离机制所引起的分子离子的离解。
Lorentz force (洛伦兹力)
作用于非平行于磁场运动的电荷上的力,此力是作用于与磁约束装置有关的导体和线圈上的力的来源。
Lorentz gas (洛伦兹气体)
假定电子之间不发生相互作用,并认为所有正离子都处于静止状态,此气体也称为“电子气体”。
Lorentz ionization (洛伦兹电离)
把中性原子高速注入强磁场中所得到的中性原子电离(一般在高激发能级下获得)。因此注入的每个原子受到正比于原子速度与磁感应强度的乘积的作用。
Lose cone (损失锥)
在与磁镜有关的速度空间中,锥有一个平行于磁场的对称轴和一个由
sinα=1/
(R为镜比)确定的尖角α。速度矢量处于损失锥中粒子不被镜反射。
Low aspect radio (低环径比)
大半径与小半径的低比率(表示在MAST中约为1.3,而对JET,该值约为3)。也称为紧凑环径比和小环径比。
Low-beta plasma (低β等离子体)
β值一般为0-0.01的等离子体。
Lower hybrid current drive (低混杂波电流驱动)
用于低混杂波加热的非感应电流驱动。
Lower hybrid heating (低混杂波加热)
通过低混杂波产生加热。
Lower hybrid (LH) wave (低混杂波)
其频率处于离子与电子回旋频率之间的一种等离子体波。它具有平行于磁场的电场分量,因此,它可以加速沿磁力线移动的电子。
Lower hybrid wave heating (低混杂波加热)
当激发的波的频率接近于离子等离子体频率时的波加热称为低混杂波加热。
M
Mach-Zehnder interferometer (马赫-策恩德尔干涉仪)
主要用来测量气体析射率的空间变化的迈克耳孙干涉仪的一种改进的干涉仪,此干涉仪在矩形拐角处有二个半透明镜和二个全反射镜,半束沿矩形每边传播。
Macroinstability (宏观不稳定性)
在可以用包括单流体或多流体模型相当好地描述等离子体中发生的不稳定性。
Macroscopic instability (宏观不稳定性)
见:宏观不稳定性 (macroinstability)。
Magnetic axis (磁轴)
托卡马克磁面形成一系列半径逐渐减小的嵌套环,中心“环”定义为磁轴。
Magnetic bottle (磁瓶)
在受控热核聚变实验中用来约束等离子体的磁场。
Magnetic confinement (磁约束)
利用磁场把等离子体约束在有限区域之内。
Magnetic confinement fusion (磁约束聚变)
使用强磁场约束等离子体,使得聚变反应在其内发生。见:托卡马克(tokamak)、仿星器(stellarator)、反场箍缩(reverse field pinch)、Z箍缩(Z-pinch)以及θ箍缩(theta-pinch)。
Magnetic diagnostics (磁诊断)
以各种形状的金属线圈排列在等离子体外侧周围以测量局域磁场或有关数据。见:通量回路(flux loop)、米尔诺夫线圈(Mirnov coil)以及罗果夫斯基线圈(Rogowski coil)。
Magnetic field component (磁场组分)
托卡马克的磁场位形是由三部分磁场组成的。其中,第一组分是由围绕小半径周边的一组线圈所产生的。这些线圈产生围绕装置主轴的环向磁场。第二个磁场组分(极向场)是由变压器感应生成的流过等离子体的大电流所产生的。这两个磁场组分的组合产生一个螺旋磁场,使等离子体脱离容器壁。最后一个磁场组分是由一组环箍线圈产生的,它用来使等离子体成形并使等离子体位置稳定。
Magnetic field configuration (磁场位形)
环向磁场和极向磁场组合成螺旋状的磁力线,它们确定一组磁面。因为磁场强度在托卡马克装置的小截面上是变化的,所以磁力线的螺距也是变化的,通常随小半径增加而减小。一条磁力线绕大环方向行走一圈在闭合之前必须绕小截面行走的圈数表示为安全因子q。特别重要的是q数值等于小整数比值的那些位置,因为这些区域对扰动特别敏感。由这些扰动所引起的不稳定性使等离子体的能量损失增加。
此外,在给定的磁场下所能保持的最大等离子体压力取决于等离子体电流值。磁场约束等离子体的有效性取决于β,它定义为等离子体压力对磁场压力之比。
Magnetic islands (磁岛)
通过外加场或内部不稳定电流或压强梯度引起的岛形磁场结构。见:撕裂磁岛(tearing magnetic
islands)。
Magnetic Mach number (磁马赫数)
等于流体速度与流体中阿尔芬波速度之比的无量纲数。
Magnetic mirror (磁镜)
在使磁力线会聚而增加场强的局部区域内一般是轴向的磁场。运动到磁力线会聚的区域的粒子,如果其平行和垂直于磁场的能量之比满足下式就被反射:
≤ ( )
式中,Bm和B0分别为在镜处的磁场强度和原点处的磁场强度。
Magnetic moment (磁矩)
与磁铁、电流回路或粒子相联系的一种矢量,它与磁场的磁感应强度的叉积等于磁场施加在这个系统上的转矩。
Magnetic pressure (磁压)
磁场能够施加在等离子体上的压力,它等效于磁场的能量密度。
Magnetic probe (磁探针)
插入磁约束等离子体中用来测量场强变化的线圈。
Magnetic pumping (磁抽运)
指加上一个随时间变化的磁场来使导电液体运动的方法。
Magnetic shear (磁剪切)
见:剪切 (shear)。
Magnetic stress tensor (磁应力张量)
正比于磁感应强度与其本身的并积的二秩张量,它的散度给出因通量线曲率而使磁场施加在导电流体单位体积上的那部分力。
Magnetic viscosity (磁粘滞性)
在没有大的机械力或电场的情况下磁场阻止导电流体垂直于场运动的效应,类似于普通粘滞性。
Magnetic well (磁阱)
磁力线形成极小磁场位形的空间区域。
Magneto-acoustic cyclotron instability (磁-声回旋不稳定性)
这种不稳定性起因于快阿尔芬波(或磁声波)和离子伯恩斯坦波之间能量的交换,其自由能由非热高能离子,例如,聚变产物提供。这种不稳定性发生在波与平衡磁场垂直传播时。见:超阿尔芬速度(super Alfvenic
velocity)。
Magnetohydrodynamics (磁流体动力学)
研究与磁场相互作用的导电流体(液体和气体)运动的科学,也称为流体磁学。
Magnetohydrodynamic instability (磁流体动力学不稳定性)
见:宏观不稳定性(macroinstability)。
Magnetohydrodynamic turbulence (磁流体动力学湍流)
速度和压力都发生不规则变化的等离子体运动。
Magnetohydrodynamic waves (磁流体动力学波)
在有磁场的情况下导电流体中的物质波。
Magnets (磁体)
见:场线圈(field coils)。
Major radius (大半径)
离大环中心的距离(到等离子体截面中心)。见:等离子体几何位形(plasma geometry)。
MARFE (边缘的多层非对称辐射)
边缘的多层非对称辐射(Multifaced Asymmetric Radiation From the Edge)是一个冷的、强辐射等离子体的环向对称带,它通常形成在等离子体环的内侧边缘。它在等离子体边缘密度高时才能出现,并起因于沿边缘磁力线流动的功率和辐射的局部功率损失之间的不平衡。MARFE在时标10-100 ms内迅速增长,但它能持续数秒。在某些情况下,MARFE导致破裂。而在另一些情况下,其主要后果是减小边缘密度。
Marginal stability (边缘稳定性)
接近于从稳定性到不稳定性的转变。
MAST (兆安球形托卡马克)
兆安球形托卡马克(Mega Amp Spherical Tokamak)目前在卡拉姆实验室运行。MAST是具有开拓性的START装置的后继装置。
Maxwell-Boltzmann distribution (麦克斯韦-玻耳兹曼分布)
在一定温度下处于热平衡时的任何气体或等离子体中都存在的粒子速度(或能量)分布。
MCF (磁约束聚变)
见:磁约束聚变(Magnetic Confinement Fusion)。
Medium-beta plasma (中等β等离子体)
等离子体β值一般为0.01-0.1。
MHD (磁流体动力学)
等离子体和磁场的一种数学描述,它把等离子体处理为一种电传导流体。经常用于描述等离子体本体的、相对大尺标的特性。
MHD and other plasma instability (MHD和其它等离子体不稳定性)
等离子体/磁场系统形状的畸变。见:阿尔芬间隙模(Alfven gap mode)、气球不稳定性(ballooning instability)、破裂(disruption)、边缘局域模(edge localized mode)、理想内扭曲模(ideal internal kink modes)、内扭曲(internal kink)、 内部重连事件(internal reconnection event)、动力学不稳定性(kinetic instability)、大尺度理想模(large scale ideal modes)、磁声回旋不稳定性(magneto-acoustic cyclotron instability)、MARFE、微观不稳定性(micro instabilities)、 模数 (mode num-ber)、新经典撕裂模(neo-classical tearing modes)、剥离模(peeling mode)、分布控制(profile
control)、电阻气球模(resistive ballooning modes)、电阻不稳定性(resistive instability)、共振磁扰动(resonant magnetic perturbation)、锯齿(sawtooth)、TAE模(TAE modes)、撕裂模(tear-ing modes)以及垂直位移事件(vertical displacement event)。
Microinstabilities (微观不稳定性)
特征长度类似于粒子拉莫尔半径,而不类似于托卡马克尺寸的不稳定性。通常认为这是造成托卡马克中小尺标湍流,从而产生反常输运的主要原因。
Microscopic instability (微观不稳定性)
见:微观不稳定性(mircroinstabilities)。
Microwave interferometer (微波干涉仪)
测量沿着通过等离子体的路径的电子密度的仪器,密度是从沿路径传播的微波束的相移推导出来的。
Minimum B configuration (最小B位形)
给磁场强度处处都是随着离开所约束的等离子体的距离的增大而增强的磁场位形所起的名称。在这种位形中等离子体处在最小磁势的区域中。
Minor radius (小半径)
等离子体截面水平尺寸的一半。在等离子体分布范围内,离等离子体中心的径向距离。
见:等离子体几何形状(plasma geometry)。
Mirnov coil (pickup coil)(米尔诺夫线圈,拾磁线圈)
用于测量与线圈面正交的局部磁场分量的小截面多匝金属线圈。对输出电压积分后,这些线圈通常称之为“拾磁”线圈(因为正比于磁场)。当使用积分前信号可以很好地测出磁场起伏,此时线圈称之为:“米尔诺夫”线圈。
Mirror machine (磁镜)
用来把等离子体约束于磁镜间的装置。也称为简单磁镜。
Mirror ratio (磁镜比)
在磁镜位形中,在其轴上磁场最强点的磁场强度与轴上其它某点的磁场强度(一般取二个镜之间最弱的磁场强度)之比。
Mode (模式)
等离子体中对波或振荡的另一种称呼。也可以单独使用,代替这个名词所意味的那种状态。
Mode number (模数)
不稳定性的波长特征。
Molecular ion injection concept (分子离子注入概念)
这是在受控聚变领域内正在研究的一种新概念,其中把高能分子离子注入合适的磁容器并在那里被几种过程(例如,与中性原子的碰撞、洛伦兹离解等)中的任何一种过程离解。然后使捕获的高能原子离子的密度增加到具有热核意义的值,同时将它们的定向速度转换成热等离子体的随机运动。
Monte Carlo (蒙特卡洛)
数值计算中使用的一种统计技术。在数值计算中一种事件可能发生多次,每一次都有一定几率。
Motional Stark effect (运动斯塔克效应)
横向移动到磁场的粒子承受一个电场。这就引起光谱线的斯塔克分裂,而这种光谱线可以展现托卡马克内的局域磁场。对某些托卡马克这是导出电流分布的一项主要诊断。
MSE (运动斯塔克效应)
见:运动斯塔克效应(Motional Stark Effect)。
Multipole geometry configuration (多极几何位形)
由固定在支架上或漂浮于环中的几个载平行电流的导体环组成的环形位形。这些环形电流产生多极磁场(n=2为四极场,n=4为八极场),多极磁场迭加在初始约束磁场上,可以产生平均极小磁场位形。
N
NBI (中性束注入)
见:中性束(neutral beam)。
Neo-classical theory (新经典理论)
加入环形效应修正的经典碰撞等离子体输运理论。新经典理论预言自举电流的存在。
Neo-classical tearing mode (新经典撕裂模)
由撕裂模产生的磁岛扰动使自举电流发生改变,这进一步放大磁岛并使约束变坏,甚至导致破裂。这就是新经典撕裂模。
Neo-classical transport (新经典输运)
在环形磁约束系统中,由于磁场强度的固有不均匀性及磁力线的旋转变换,当一个电荷沿着螺旋磁力线运动时,一会儿处于磁场强度最强的环内侧,一会儿处于磁场强度最弱的环外侧。若平行磁场方向的电荷运动速度不够大,这些粒子不能绕整个环运动,只能在二个反射点之间往返运动。也就是说粒子区分为在部分环运动的捕获粒子和沿整个环运动的飞行粒子。把考虑了捕获粒子效应的输运理论叫新经典输运。
Neural network (神经网络)
使用输入的数据以获得等离子体参数的一种计算机编码或者电路,这种编码预先对一系列实例按“人脑思维过程”进行训练。
Neutral beam (中性束)
能把高速中性原子的束注入到等离子体, 并把动量传输给等离子体的离子上。中性束注入也是提供附加加热和电流驱动的方法。见:电荷交换复合光谱学(charge exchange recombination spectroscopy)、高能粒子(energetic particle)、鱼骨模(fishbones)和等离子体旋转(plasma rotation)。
Neutral beam injection heating (中性束注入加热)
将能量足够高的中性粒子束注入到装置的约束区域,这些注入的高能中性粒子由于波电离和电荷交换而被捕获,然后再与本底离子和电子碰撞把能量交给这些电子和离子,使这些粒子获得能量,加热等离子体。中性粒子束注入是行之有效的加热方法。在将来的聚变堆上,中性束注入还可作为聚变反应堆补充燃料的方法之一。
Neutral injection concept (中性注入概念)
与借助分子离子注入概念所描述的概念类似的概念,但是用在磁容器中电离的快中性原子代替分子离子。
Neutralized plasma (中性化等离子体)
没有净电荷的等离子体。
Neutral particle analyser (中性粒子分析器)
包括一组微通道板探测器的一种仪器以测量从等离子体离开的中性粒子的能量。也可以观察到热离子温度和快离子谱。
Neutron (中子)
一种不带电荷的基本粒子,其质量稍大于质子质量,在每个比氢原子重的原子的核内部可以发现它。自由中子是不稳定的,以半衰期约为13 min衰变为电子、质子和中微子。中子维持核反应堆中的裂变链式反应。
Neutron flux (中子通量)
中子辐射强度的量度,即在1s内中子通过一定靶的1 cm2面积的中子数,用nu表示,这里n为每立方厘米的中子数,u为中子速度,单位为cm/s。
Neutron wall loading (中子壁负载)
进入包围等离子体的第一物理边界的聚变中子所携带的能通量。
Next step (下一步装置)
在现有大型托卡马克之后下一代实验装置。
Non-inductive heating and current drive (非感应加热和电流驱动)
见:附加加热和电流驱动(非感应)[additional heating and current drive (non-inductive)]。
Normalized beta (归一化β)
见:β极限(beta limit)。
NOVA (NOVA激光器)
美国国立劳伦斯利费莫尔实验室的钕玻璃激光器,它可以使(2-3)×1014W功率聚焦在聚变靶上,从而驱动高增益的微爆。
NPA (中性粒子分析器)
见:中性粒子分析器(Neutral Particle Analyser)。
NSTX (国家球形环实验)
球形托卡马克,目前运行于美国普林斯顿。NSTX类似 MAST尺寸,但是,设计是不同的,这二个装置将按互补性实验规划运行。
NTM (新经典撕裂模)
见:新经典撕裂模(Neo-classical Tearing Mode)。
Nuclear fusion (核聚变)
轻元素的核聚合在一起形成较重元素的核并释放出能量的核反应。最易实现的核聚变是在氢的两个同位素(氘和氚)之间的反应。
氘-氚核聚变反应所释放的大部分能量是由高速中子所带走的。其余的能量则归于反应中产生的α粒子(氦核4He)。在聚变堆中,围绕核聚变区域的一个外套或包层将中子慢化,把它们的能量转换为热量。这热量被引出来产生蒸汽用于常规的发电。
NUMAK reactors (NUMAK堆)
美国威斯康星大学托卡马克UMAKⅠ,Ⅱ和Ⅲ的扩大装置。
O
Ohmic heating (欧姆加热)
电流流过电阻不等于零的等离子体,由于焦耳效应而加热等离子体的方法。等离子体电阻率随着等离子体电子温度升高而很快降低,欧姆加热效率也变得很小,因此只用欧姆加热不能将等离子体加热到很高的温度。
Ohmic heating coil (欧姆加热线圈)
在托卡马克作为变压器初级线圈,用来产生和增加放电电流,并通过在等离子体中的欧姆效应或者焦耳效应对等离子体进行加热。
OMEGA facility (OMEGA装置)
基于激光聚变研究用的美国罗彻斯特大学大型钕玻璃激光器。
Open (magnetic) configuration [开端(磁)位形)]
磁力线在等离子体区外闭合的一种磁位形。这种位形包括有磁镜位形、会切位形和混合位形。
Operating limits (运行极限)
见:托卡马克运行边界(tokamak operating boundaries)。
Operating modes (运行模式)
在正常运行条件下磁面是彼此嵌套的。等离子体边缘由和孔栏相切的磁面所确定。只有超过以孔栏为边界区域的那些磁力线才与真空室壁相交。
Optimized shear (最佳剪切)
调节电流分布以获得最佳托卡马克性能,例如:见:反剪切(reverse shear)。
Optical interferometer (光学干涉仪)
用光波干涉来测量光学表面准确度的,并且能利用基于光波特性的干涉现象来测量长度(用光波长度表示)的一种仪器,在制造期间广泛地用于试验光学元件。
Optical pumping (光学抽运)
将所吸收的辐射能量贮存在激光介质中所用的过程。激光器的作用是放出所贮存的能量,从而增加所发射的激光脉冲的能量。
Oscillator (振荡器)
产生相干的光能的器件,一般是装在光学腔(镜对)内的激光介质。只要激光介质的能量增益超过在镜处的能量损失,光能就在腔内来回反射。
Overturning moment (倾覆力矩)
托卡马克中由垂直场和等离子体场引起的出平面的力绕装置径向方向对环向场线圈所产生的力矩。
P
Parametric instability (参量不稳定性)
在时间与空间上平衡受到弱调制的系统中发生的不稳定性。这种调制引起未调制系统的线性本征模的耦合,因而能导致不稳定性。
Particle confinement time (粒子约束时间)
是表征参与热核反应的粒子在特定区域约束性能的特性参量,在数量级上它等于当源项不存在时粒子数损失到它的(1/e)倍时所需要的时间。
Particle containment time (粒子约束时间)
见:粒子约束时间(particle confinement time)。
Passing particles (通行粒子)
见:捕获(trapping)。
PBFA (粒子束聚变加速器)
惯性约束聚变研究用的3×1013 W、1 MJ和36路的加速器。
PDX (极向偏滤器实验装置)
极向偏滤器实验装置是美国普林斯顿的大型强电流偏滤器托卡马克,其主要目的是确定磁限制器和极向偏滤器控制高温类等离子体中杂质的有效性。
Peeling mode (剥离模)
当等离子体边缘处的电流密度为非零时存在的一种边缘MHD不稳定性。与ELM也有关系。
Pellet injection (弹丸注入)
在高速下把一串冷冻材料(例如, 氘)小丸加入到等离子体中的加料方法。
PF coils (PF线圈)
在托卡马克中用于产生外极向场的线圈(等离子体电流也产生部分极向磁场)用于控制等离子体几何位形。
Pfirsch-Schulueter regime (普费尔施-施吕特尔状态)
托卡马克等离子体中的一种输运状态,其特征是平均自由程比连接长度短。在此状态中扩散系数为经典值的q2倍,此处安全因子q大于或等于1。
Pinch device (箍缩装置)
载流等离子体柱在其电流和电流产生的磁场的相互作用下引起的箍缩称为箍缩效应。基于箍缩效应的磁约束装置称为箍缩装置。
Pinch effect (箍缩效应)
见:箍缩装置(pinch device)。
PINI (正离子中性注入器)
正离子中性注入器是中性束注入系统的主要部分。
Pickup coil (拾磁线圈)
见:米尔诺夫线圈(Mirnov coil)。
Plant factor (电厂设备容量因数)
电厂的平均功率负载与额定容量之比,有时也称为容量系数。
Plasma (等离子体)
如果我们将气体温度提高到超过某种极限,它不再维持为气态而成为另一种状态:构成气体的粒子的热能变得很大,因而通常使电子和原子核束缚在一起的电场力将被克服。不再是由电中性原子组成的灼热气体,而是由电荷相反的带电粒子-电子和被电离的核组成的混合成分。这就是等离子体态,它即不是固态和液态,也不是气态,也称为物质第四态。
Plasma containment (等离子体约束)
试图以有效的并且足够长时间的方式使等离子体粒子不碰撞器壁(等离子体就在此容器中产生)的运行。
Plasma confinement (等离子体约束)
见:等离子体约束(plasma containment)。
Plasma current (等离子体电流)
在托卡马克中环向流过等离子体的电流。
Plasma equilibrium (等离子体平衡)
与磁场力平衡的具有一定分布和几何位形的一种等离子体。见:格拉特-沙弗拉诺夫方程(Grad-Shafranov
equation)。
Plasma frequency (等离子体频率)
在相对固定的离子对电子空间电荷的吸引所产生的恢复力的作用下,电子集体运动所引起的等离子体振荡的自然频率。此频率正比于电子密度的平方根。
Plasma geometry (等离子体几何位形)
等离子体截面的位置和形状。见:大半径(major radius)、小半径(minor radius)、环径比(aspect ratio)、拉长度(elongation)和三角变形度(triangularity)。
Plasma gun (等离子体枪)
用来产生高速等离子体喷团的设备。
Plasma instability (等离子体不稳定性)
任何小的扰动都会将其自身放大到大大改变系统平衡的等离子体状态。
Plasma parameters (等离子体参数)
表征等离子体并能在实验上确定的物理量:例如:密度、温度、电流、约束时间、β以及几何位形。
Plasma pressure (等离子体压强)
与等离子体密度和温度乘积成正比。在磁约束装置中,利用磁力平衡的这种向外压力。见:β。
Plasma radiation (等离子体辐射)
从等离子体中发射的电磁辐射,主要由转变到其它自由态或者原子和离子的束缚态的自由电子发射,也由转变到其它束缚态的束缚电子发射。
Plasma rotation (等离子体旋转)
在环向和极向方向等离子体的本体旋转。中性束注入可以引起在一般速度为100 km·s-1的环向方向的等离子体旋转。
Plasma sheath (等离子体鞘)
电中性等离子体和与它接触的固体表面之间的过渡区,尽管等离子体本身差不多是等电位区,但等离子体鞘内具有强电位梯度,并不保持电中性。
Plasma wave (等离子体波)
包括组成等离子体的粒子和电磁场的振荡在内的等离子体扰动,这种扰动从等离子体的某一点传播到另一点,而等离子体不发生净运动。
Plasmoid (等离子体团)
电子、离子和中性粒子的单个聚团,其持续时间比粒子间碰撞时间长很多倍。
Plateau regions (坪区)
一种碰撞频率状态,其有效库仑散射率等于或大于极向渡越频率,但是平均自由程长度小于连接长度。在这种状态下,输运系数与碰撞频率无关。
PLT (普林斯顿大环)
普林斯顿大环是一个托卡马克装置,在没有铜壳的情况下运行。目的是要研究等离子体直径大致为70年代初期托卡马克实验装置尺寸和所建议的聚变堆尺寸的几何平均值的高温等离子体的加热和约束。
Polarimetry (偏振测定法)
光偏振面旋转的测量方法。用于测量局域磁场和安全因子。见:法拉弟旋转(Faraday rotation)。
Poloidal beta (极向β)
等离子体β的极向分量是等离子体中极向电流对等离子体约束的一种量度。在托卡马克中,例如没有极向电流时,极向β等于1。在这种情况下,等离子体完全由环向电流及由它感应产生的,与它交叉的极向磁场所约束。假设如极向β为零,等离子体电流全部与磁场平行,而没有磁约束(这种外加的等离子体区域称之为无力区)。如果极向β大于1,那么,等离子体主要受到与环向场交叉的极向电流的约束,而环向电流仅起到使等离子体居中的目的。后一位形有时称之为高β装置。
Poloidal divertor (极向偏滤器)
引出极向磁力线从而在极向场中形成分界面的一种偏滤器。
Poloidal field (极向场)
平行于小周长的磁场组分。极向场主要用于约束,在托卡马克中主要由等离子体电流产生[见:仿星器
(stellarator)],与大型环向场相反,是外部产生的。
Poloidal field windings (极向场线圈)
在环形装置中沿等离子体轴排列且产生极向场的几组线圈。这些线圈包括欧姆加热线圈、成形场线圈、垂直场线圈、平衡场线圈以及偏滤器线圈。
Power density (功率密度)
核反应堆芯单位体积所产生的功率。
Power plant (电站)
从聚变反应中产生经济上可行的大量电能的聚变电站[见:包层(blanket)]。“反应堆”一词有时用于这样的装置,或者用于具有点火等离子体的任何聚变装置。
Power threshold (功率阈值)
发生L-H转变(或进入与反剪切有关的改善性能工况)对应的功率超过一定阈值(功率阈值)。
Preliminary tritium experiment (初步氚实验)
于1991年在JET上进行了三次等离子体放电,这是在托卡马克上首次注入大量氚。聚变反应释放的功率(在约2 s时功率为2 MW)是与理论预计一致的。
Primary coils (初级线圈)
见:变压器驱动(transformer drive)。
Profile (分布)
等离子体参数随小半径的变化。
Profile control (分布控制)
通过控制压强、密度和电流的径向变化控制不稳定性。
Programme letter (计划函件)
每年由UKAEA承办的一种工作安排,是与英国贸易工业部一致的。
Project Sherwood (雪伍德方案)
50年代和60年代期间美国受控聚变规划的名称。
Proto-Ⅱ(Proto-Ⅱ装置)
能提供1013 W,24 ns电子束脉冲的加速器,它能够将2束这样的电子射到几mm大小的燃料小丸上。
Pumped divertor (抽气偏滤器)
偏滤器的场力线进入环绕靶板的抽气室。
Q
Q (用Q表示电站的聚变性能)
见:能量得失平衡(energy break-even)。
q
见:安全因子(safety factor)。
q limit (q极限)
在托卡马克等离子体边缘安全因子必须大于2以避免破裂, 这种极限在紧凑环径比下变得更有限制性。
见:海吉尔图(Hugill diagram)。
R
Radial electric field (径向电场)
在等离子体中存在电荷不平衡时发生。
Radiative divertor (辐射偏滤器)
能使大多数功率到达靶板之前被辐射掉的一种偏滤器位形,由此避免在这些板上有不可承受的热负载。
Radioactive decay (放射性衰变)
一个核素转换成另一种核素或者同一种核素的不同能态的自发转变。此过程导致在样品中初始放射性原子数目随时间减小。这个过程包括核的α粒子、β粒子(或电子)或γ射线的发射,或轨道电子的核俘获或发射,或裂变。
Radioactive waste (放射性废物)
具有放射性的、今后不能再使用的来自核运行中的设备和材料。放射性废物一般分为高放射性水平(放射性浓度为每加仑或每立方英尺几百-几千居里)废物,低放射性水平(放射性浓度在每加仑或每立方英尺1微居里范围内)废物,或中放射性水平(在高放射性水平和低放射性水平之间)废物。
Radio frequency heating (射频加热)
在JET上选用离子回旋共振频率(ICRF)加热,其宽的工作频带(23-57 MHz)允许该系统用科学规划的不同阶段所要求的各种离子混合物运行,还允许选择等离子体中发生加热的位置。
已将ICRF加热系统设计成8个理想的模件单元。每单元均由一个串列式放大器链、一个同轴传输线和匹配元件的网络以及一个位于真空室外壁上的天线所组成。8个RF发生器产生的最大输出功率为32 MW。耦合给等离子体的净功率已达到27.7 MW,而理论极限为24 MW。
Reactor (反应堆)
见:电站(power plant)。
Recombination coefficient (复合系数)
单位体积气体中正离子与电子或负离子的复合率除以单位体积中正离子数和电子数或负离子数的积。
Recombination radiation (复合辐射)
当(杂质)离子与电子复合时产生的辐射。
Recycling (再循环)
在大多数托卡马克中,脉冲长度远长于粒子约束时间。于是,按平均每个等离子体离子进入壁或孔栏,并且在放电长度期间有很长时间返回到等离子体。这一过程称为再循环。
Reflectivity (反射率)
反射表面的性质,即入射辐射能量被表面反射的份额。其余的能量要么被吸收,要么透射过去。
Reflectometry (反射法)
用反射微波测量密度。
Relaxation (弛豫)
湍流等离子体到低能态的演化。
Rem (雷姆)
产生与一个普通X射线吸收剂量单位相同的生物效应的任何电离辐射的剂量单位。相对生物效应RBE剂量(单位为雷姆)等于RBE×吸收剂量(单位为拉德)。
Resistive ballooning modes (电阻气球模)
在没有电阻时可能是稳定的,但在有电阻时是不稳定的一类气球模。与撕裂模有关,但在拓扑形态上两者不相同。
Resistive instability (电阻不稳定性)
因扩散和磁场线的重新排列引起的不稳定性。当等离子体电阻小的时候,这种不稳定性增长很慢。
Resistivity (电阻率)
阻止电流流动并耗损能量的倾向。等离子体是电流的好的良导体,因此,在首次近似时,其电阻率经常可以被忽略的。在这种情况下,可以应用“理想”磁流体动力学。
Resonant ions/electrons (共振离子/电子)
等离子体中粒子运动的特征频率之一(例如,回旋频率)与某些外加扰动频率(例如,RF波)匹配时发生的共振。
Resonant magnetic perturbation (共振磁扰动)
与不稳定性空间结构(或频率和相位)匹配的一种外加磁扰动。
Reverse field pinch (反场箍缩)
极向场和环向场的大小接近的一种环向磁约束装置。当等离子体电流超过临界值时接近等离子体边缘的环向场变成反向,使稳定性得到维持。
Reverse (magnetic) shear [反向(磁)剪切]
在托卡马克中,电流密度一般在磁轴处为最大,在这种情况下,安全因子从中心向等离子体边缘上升。用非感应电流驱动和/或自举电流时,电流密度最大值出现在离开中心处。在这种“反剪切”情况下,安全因子在离等离子体中心某处为最小。利用反向或低剪切(“最佳剪切”)的某些托卡马克中,尤其是美国的DⅢ-D和TFTR和日本的JT-60U以及JET都表明等离子体性能大大改善。对先进托卡马克运行工况而言,反剪切是一种吸引人的选择。
RF (wave) (射频波)
射频(电磁波):一般在20 MHz和20 GHz之间为最主要的频率。RF波常用于提供外加加热和电流驱动。
RFP (反场箍缩)
见:反场箍缩(Reverse Field Pinch)。
Ripple (波纹)
因托卡马克中TF线圈的有限数值引起环向场的周期性振荡。
RMP (共振磁扰动)
见:共振磁扰动(Resonant Magnetic Perturbation)。
Roentgen (伦琴)
伦琴为所受到电离辐射的照射量的单位。在标准状态下1 cm3的干燥空气中产生携带1静电单位电荷(正的或负的)所需要的γ射线或X射线的量。这是以于1895年发现X射线的德国科学家伦琴的名字命名的。
Rogowski belt (罗果夫斯基线圈)
见:罗果夫斯基线圈(Rogowski coil)。
Rogowski coil (罗果夫斯基线圈)
用于测量电流的一种磁诊断。罗果夫斯基线圈主要是一种长而细的多匝螺线管,回线沿轴返回。螺线管由很紧凑的端部使自身形成一个封闭的环。通过线圈端部测得的电压与流过封闭环的电流的变化率成正比。罗果夫斯基线圈用于测量等离子体电流、场线圈电流和可能存在的晕电流。
Rogowski loop (罗果夫斯基线圈)
见:罗果夫斯基线圈(Rogowski coil)。
Rotating target neutron source (旋转靶中子源)
美国国立劳伦斯利弗莫尔实验室的14 MV中子源,其目的是要获得在高剂量下聚变材料的数据。
Rotational transform (旋转变换)
在大多数环形位形约束磁场中,从子午面内某一点出发的磁力线,绕大环一周后不回到出发点,而相交此子午面于另一点,磁力线的这种性质称旋转变换。绕大环一周后的交点与初始点相对于磁轴转动的角度称为旋转变换角,磁力线所在的面称为磁面,不同的磁面围绕着磁轴一个套在一个里面。
RTNS (旋转靶中子源)
见:旋转靶中子源(Rotating Target Neutron Source)。
Runaway electrons (逃逸电子)
等离子体中以比通过碰撞损失能量快的速率从外加电场得到能量的那些电子。因为碰撞截面随速度下降而增加,这些电子往往在能量上从等离子体的其余部分“逃逸”。
S
Safety factor (安全因子)
环形磁约束系统的旋转变换的倒数称为安全因子。安全因子值q=(rBT/RBp)值必须大于1,以避免长波长扭曲不稳定性。
Sausage instability (腊肠不稳定性)
载有强轴向电流的等离子体中可能发生的一种磁流体动力学不稳定性。当等离子体柱开始收缩时,磁场变得更强,而增强的磁场将进一步压缩等离子体,甚至导致电流中断。
Sawtooth, sawteeth (锯齿)
在q=1磁面上的扰动能引起中心温度和密度的大的磁落。这些涨落被称为“锯齿”。它们亦与高能离子从等离子体中心区域被驱逐出去有关。了解这个过程是重要的,因为氘-氚聚变反应产生的α粒子在它们产生任何有效的等离子体加热之前就可能损失掉了。
Sawtooth crash (锯齿崩溃)
在托卡马克中呈锯齿状变化的中心温度的快速崩溃。
Scaling laws [变标(定标)定律]
表示各种等离子体现象(如,约束、功率阈值等)如何随托卡马克条件变化的经验或理论的表达式,它是通过将一定范围的自由参数与托卡马克数据得出的变标律所“最佳”拟合得到的。对预计未来托卡马克性能是特别有用的。
Scattering (散射)
一个粒子由于与另一个粒子碰撞而引起的偏转。弹性散射是总动能不改变的一种散射过程。
Scientific feasibility (科学可行性)
在适合于发展为能产生净功率的系统的实验室位形中,成功地进行了达到“能量得失相当”的等离子体条件(所需密度、温度和等离子体约束时间的最小值)的实验。这些实验不需要用聚变燃料。
Scrape-off layer (删削层)
在等离子体“边缘”(由孔栏或分界面定义)和托卡马克容器之间少量的剩余等离子体。
Screw pinch (螺旋箍缩)
螺旋箍缩是一种θ箍缩,其中轴向电流产生极向磁场(还有通常的纵向场),因此形成一种螺旋场位形。
SEAFP (欧洲聚变电站安全与环境评定)
于1994年12月报告了欧洲聚变电站安全与环境评定。在第二次研究中,SEAFP-2修正了以前的结果,并于1999年作了报告。
Second stability (第二稳定性)
在高等离子体压强梯度下发生的相对于气球模的第二稳定区。可以通过调节具有通常截面的托卡马克所需要的压强和q分布,或者通过使等离子体边界形成“豆”形来获得。第二稳定等离子体具有高的极向β,这又导致高的自举电流。对聚变电站而言,它具有节省成本的潜力,因为较小的电流驱动系统功率就能满足要求。
Semi-empirical (半经验)
从实验中导出的,而不是预设定的某些关键量的行为的一种理论途径。
Separatrix (分界面)
使与壁相交的磁力线(开放力线)与不与壁相交的封闭磁力线(封闭线)分开的边界。
Separatrix points (分界线点)
分界线点为两条分界线的交点。在磁场位形的情况下,Bp=0,并且磁面拓扑学发生变化的点。
Shear (剪切)
指的是等离子体流(流剪切)或者安全因子(磁剪切)随小半径的变化。如果剪切的类型没有规定,那么,通常指磁剪切。
Shear of line of force (磁力线剪切)
在环形磁位形中,旋转变换角随磁面到系统磁轴之间的距离而变化的特性,在临近磁面中磁力线方向的这种变化可以减少低β等离子体中某些类型的不稳定性。
Shear of magnetic field lines (磁力线剪切)
见:磁力线剪切(shear of line of force)。
Sheath (鞘)
鞘为中性等离子体和与其接触的固体表面之间的过渡区域。当等离子体本身几乎是等位区域时,在鞘内就有一个大的电势梯度,在该区域不能保持电中性。
Shield (屏蔽)
聚变电站的主要部件,它减少达到TF线圈及其外部的中子通量。这样使中子的放射性影响和对线圈的加热减至最小,如果线圈是超导的,线圈要保持在液氦温度下。
SHIVA (SHIVA激光器)
美国国立劳伦斯利弗莫尔实验室的20束钕玻璃激光器,它能在燃料小丸上沉积27 TW的功率。
Shock heating (激波加热)
由激波的冲击产生的加热。
Shock tube (激波管)
等离子体物理中用来迅速电离气体的一种充气管。充电到高压的电容器组在管的一端对气体放电来电离和加热气体,从而产生激波。当激波沿着管传播时就可以对它进行研究。
Shock wave (激波)
由于突然的激烈扰动而产生(例如,在气体内)的波。为了在给定区域内产生激波,扰动必须在比声波通过那个区域所需时间短的时间内发生。
Shock wave heating (激波加热)
在等离子体中形成一个以速度大于阿尔芬速度传播的间断层称为激波,间断层两边一些物理量例如,速度、压强、温度和密度等会发生突变,一般情况下间断层后面的温度总比前面的温度高,利用在等离子体中形成并传播的激波来加热等离子体。
Single/double null (单零/双零)
分界面自身交叉的极向磁场零点。通常处于等离子体上和/或下(但是,有时处于大环平面处)。大多数偏滤器位形都有一个单零或者双零,称为X点。
Single fluid model (单流体模型)
描述作为磁化的导电流体的等离子体,一组方程不能描述电子和离子的不同行为(例如,双“流体”)。该等离子体具有通常流体的粘滞性、热传导性等特性。
Small aspect radio (小环径比)
也称低环径比。
Soft X-rays (软X射线)
热等离子体辐射的X射线,利用特殊照相机可以将其映像,以获得有关等离子体几何位形和密度与温度分布。
Solid-state laser (固体激光器)
用透明物质(结晶体或玻璃)作为激活介质的激光器。激活介质中掺杂来提供发射激光所需要的能态。抽运机制是来自强光源如闪光灯的辐射。红宝石激光器、钕-钇铝石榴石激光器和钕玻璃激光器均为固体激光器。
Spaceframe (空间构架)
使激光器组件稳定不发生振动偏移和热偏移的3维光学台架。
Spatial filter (空间过滤器)
由一个透镜对和一个针孔孔径光阑组成的器件。激光束在空间范围的强度起伏可使聚焦束通过孔径光阑来消除。针孔必须安置在真空内,以防止聚焦束引起的空气击穿。这种过滤器用来抵消自聚焦产生的效应。
Spectroscopy (光谱学)
探测和分析由等离子体发射的辐射谱。它可以给出有关温度、杂质和旋转等的信息。可以用于不同部分的电磁谱[远红外、可见、可见紫外(VUV)、远紫外(XUV)以及X射线等]。
Spherator (球形器)
具有与环轴垂直的附加载电流棒的单环多极装置。
Spherical tokamak (球形托卡马克)
接近球形的一种甚低环径比环(拓扑位形仍保持环形)。甚低环径比托卡马克通常称为球形托卡马克)。
见:START,MAST和NSTX。
Spherical torus (球形环)
见:球形托卡马克(spherical tokamak)。
Spheromak (球马克)
采用准静态感应形成技术致使尖峰功率要求和等离子体电极接触最小来产生等离子体的一种装置。球马克堆的优点是:其工程β值高,线圈和包层在拓扑学上不与等离子体环接。
SPHEX (球马克装置)
在英国曼彻斯特大学科学技术研究所(UMIST)的一个球马克装置。
Spontaneous emission (自发发射)
由钕玻璃激光介质中激光的钕离子随机发射的辐射。
Stability theory (稳定性理论)
对系统的小的扰动随时间变化的理论。若扰动自然增大就是不稳定性。不稳定性可以在某些小的振幅下饱和,在这种情况下,约束变差,或者增大不可控性,此时,约束会失去(例如,破裂发生)。
Starfire tokamak (Starfire托卡马克)
在稳态条件下运行但采用普通功率发生系统的模件式托卡马克堆的概念设计研究。
START (小紧凑低环径比托卡马克)
在英国卡拉姆的一个小紧凑低环径比托卡马克装置,是这种类型装置的先驱。现在MAST已代替了START。见:内部重连事件(internal reconnection event)和β。
Start-up assist (启动辅助)
协助等离子体的形成以减少启动时间和变压器的磁通需求。
Steady-state operation (稳态运行)
参数在比α粒子慢化时间(<1 s)或比磁扰动深深地穿透入等离子体的时间(几h)或比机械结构热平衡的时间(许多h)长的时标内大致恒定不变的运行。
Steady-state power plant (稳态电站)
连续(不同于循环性)运行的电站。
Stellarator (仿星器)
用外部螺旋线圈产生极向场的一种环形磁约束装置(不同于托卡马克,不用变压器感应内部电流)。没有等离子体电流使仿星器与托卡马克相比在聚变电站方面具有很大的潜在优势(无破裂、无电流驱动以及没有不稳定性控制系统)。有许多不同的仿星器位形,见:扭曲器(torsation)、螺旋器(heliotron)以及先进的螺旋仿星器(helias)。总之,与托卡马克相比仿星器达到的成功度要小些,尽管有相当水平的研究仍在继续,尤其是德国、西班牙、美国、俄罗斯以及日本。
Stimulated emission (受激发射)
由受激钕离子被具有精确激光波长的通行光波驱动时所发射的相干辐射。因为受激波的相位和振幅取决于激发波,这种辐射与激发波是相干的。受激发射率与激发波的强度成正比。
Strike plate (撞击板)
磁偏滤器的等离子体排气通道终止的地方称为撞击板。
Super Alfvenic velocity (超阿尔芬速度)
大于阿尔芬速度的一种速度,是与磁流体动力学行为有关的典型速度。在托卡马克中只有高能粒子具有超阿尔芬速度,因为,它满足这一条件,它可以共振地将其能量传输到磁流体动力学模中使其增大 (例如,TAE模)。
Superconductor (超导体)
允许电流在零电阻情况下流动的一类导体。
Superthermal radiation (超热辐射)
不是由热粒子,而是由高能粒子产生电磁辐射。一般在回旋频率范围内。
Surface radiation (表面辐射损伤)
描述直接面对热核等离子体的约束结构表面损伤的一般术语,其中包括下面这些现象:辐射起泡、带电粒子(或中子)溅射和表面层的散裂或剥落。
Survey spectrometer (测量光谱仪)
可以提供很宽频率范围内辐射谱数据的一种仪器。
SXR (软X射线)
见:软X射线(soft X-rays)。
Synchrotron radiation (同步辐射)
因电子绕磁力线进行螺旋运动而产生的辐射。相对论性效应很重要,使发射总功率大大增大。
T
T-20
将在堆条件下运行的前苏联大型托卡马克装置。
TAC (技术顾问委员会)
见:ITER技术顾问委员会(ITER-TAC)。
TAE modes (环形阿尔芬本征模)
环形阿尔芬本征模类似于阿尔芬间隙模。
Tandem mirror (串级磁镜)
串级磁镜是为改进简单磁镜上等离子体性能和减少粒子漏失的一种磁镜型装置,它是在简单磁镜两端各再接上一个端部磁镜形成的,端部磁镜区的等离子体密度比中心磁镜区的等离子体密度可以高到一个数量级。此时,在端部形成的很深的双极位阱将阻止中心磁镜区离子沿磁场方向的损失而且使离子寿命增加。
Target (靶)
见:偏滤器(divertor)。
Target plasma (靶等离子体)
用来捕获中性原子束的等离子体。密度和温度都足够高的本底等离子体能够比洛伦兹方法更加有效地电离中性原子。
Tearing instability (撕裂不稳定性)
空间上定域于有理磁面附近的,增长率慢于MHD阿尔芬速度但快于趋肤扩散率的电阻不稳定性。此不稳定性“撕裂”极向磁力线并把这些磁力线重连到更低磁能的新状态。
Tearing magnetic islands (撕裂磁岛)
改变约束磁场的拓扑形态并且允许热量通过受影响区域传导的扰动(由撕裂模引起的)。
Tearing mode (撕裂模)
在托卡马克中理论上预言的一类电阻MHD不稳定性。已在实验上被肯定。见:撕裂磁岛(tearing magnetic islands)和新经典撕裂模 (neo-classical tearing modes)。
Temperature (温度)
热能的一种量度,单位为度,或电子伏(1 eV约为10000 K)。
Temperature pedestal (温度台阶)
在H模中,在等离子体边缘处有一个陡的温度梯度区。在这个陡梯度区顶部的温度为温度台阶。
TEXT device (TEXT装置)
用于发展诊断技术和进行包括射频加热在内的基础物理实验的得克萨斯实验托卡马克。
TF coils (TF线圈)
产生托卡马克中环向场的线圈。
TFR tokamak (TFR托卡马克)
能产生密度为1013粒子·cm-3、约束时间为10 ms、离子温度为1 keV的等离子体的法国铁芯托卡马克装置。
TFTR (托卡马克聚变试验反应堆)
在普林斯顿的TFTR是美国最大的托卡马克装置,在1993年至1997年使用氘-氚燃料进行了多轮实验。TFTR具有5 T的较强磁场和圆截面。见:反剪切(reverse shear)。
Thermal conversion cycle (热转换循环)
通过汽轮机或金属蒸汽滑轮机产生聚变堆电功率的循环。这种循环与“直接转换”循环不同。
Thermal cycling (热循环)
材料的不断加热和冷却(例如,变压器作用引起的)可以导致裂纹和断裂等,尤其在不同材料界面处,因不同材料的膨胀率而不相同。
Thermal efficiency (热效率)
电厂生产的电功率与燃料产生的热功率之比值,效率是电厂把热能转换成电能的一种量度。
Thermal particles (热粒子)
由于碰撞产生的能量交换,多数等离子体粒子的能量属于可以由单温(对托卡马克一般为1-30 keV)描述的分布。这是热粒子,与处于热平衡外的高能粒子有明显差别。
Thermal (slow) neutron [热(慢)中子]
热中子为与它们所在的介质处于热平衡时的中子。它们是慢化剂将它们从裂变发射时的相当高的初始速度慢化到平均速度约为每秒2200 m(在室温时)的那些中子。
Thermodynamic equilibrium (热力学平衡)
热力学平衡是从统计力学得出的一般结果。它说明,如果一个系统处于平衡状态,那么能够交换能量的所有过程必须能够由逆过程精确地平衡,这样就不存在能量的净交换。例如,电离必须由复合平衡,轫致辐射必须由吸收平衡,等等。如果等离子体遵循上述论点,那么粒子能量和原子激发能级的分布函数能够从仅为温度函数的麦克斯韦-玻耳兹曼分布中获得。萨哈(Saha)方程就是该结果的一种特殊应用,这给出离子和电子的分布函数或密度。
Thermonuclear condition (热核条件)
等离子体能充分被约束,温度和密度都高得足以从聚变反应大量释放能量的等离子体条件。
Thermonuclear reactor (热核反应堆)
能维持和控制的发生自持聚变反应的装置。
Theta-pinch (θ箍缩)
利用极向电流和轴向磁场约束圆柱形几何位形中的等离子体的一种设想的1维磁约束装置。见:Z-箍缩(Z-pinch)。
Thomson scattering (汤姆逊散射)
由电子引起的光子散射。基于汤姆逊散射的技术用于测量等离子体中的电子温度,在等离子体中散射的激光能量分布的展宽与电子温度成正比。
Thomson scattering diagnostic (汤姆逊散射诊断)
利用激光散射和等离子体电子引起的多普勒位移测量温度和密度的一种诊断方法。
Tight aspect ratio (紧凑环径比)
与低环径比相同。
TMX device (串级磁镜实验装置)
该装置是美国国立劳伦斯利弗莫尔实验的一个磁镜装置。它使用螺线管线圈与镜端室连接。
Tokamak (托卡马克,环流器)
迄今在等离子体的磁约束研究中最成功的装置。其磁场是由环形面上的螺旋形力线构成的,由外部场线圈和等离子体中电流产生的。托卡马克一词来自俄语的缩写,为环形磁室。
Tokamak operating boundaries (托卡马克运行边界)
一组等离子体参数(例如,密度、电流和压强),超过这组参数就不可能运行托卡马克。小心使用等离子体截面形状和电流分布可以提高运行参数范围。见:海吉尔图(Hugill diagram)。
TORMAC (环形磁场会切)
环形磁场会切是在高β下运行的一种混合约束系统。具有高β等离子体的闭合环向磁通量的区域与周围的场由一窄鞘层分开。周围的场包含外部产生的环形线会切位形排列的极向分量。迁移到外鞘的等离子体在被偏滤器系统除去前暂时被磁镜约束。
Toroidal Alfven Eigemodes (环向阿尔芬本征模)
见:TAE模(TAE modes)。
Toroidal (环向场)
在环向方向由等离子体外部线圈产生的托卡马克磁场的最大分量。
Toroidal field coils (环向场线圈)
在环向系统中提供主约束场的线圈。每匝完全环绕等离子体的小轴。
Toroidal stability (环向不稳定性)
考虑了由环向几何位形产生影响的稳定性。这些环形效应有时可以忽略以鉴定可能的不稳定性,但是,为了正确预言稳定性边界就必须将它们考虑进去。
Toroidal system (环向系统)
通常为磁力线本身闭合的这一类环形磁场位形的总称。例如,仿星器、托卡马克和多极装置都属于这类装置。
Toroidal turbulence code (环向扰动编码)
具有等离子体几何位形实际环向描述的一种扰动编码。
Torsatron (扭曲器)
扭曲器是仿星器概念的一种改进。它具有环形非轴对称位形,由外部线圈提供旋转变换。但是,不同于仿星器的是,环向场和极向场只由螺旋场产生,所需螺旋导体数目只为仿星器螺旋导体数目的一半。
TOSCA (变形紧凑托卡马克装置)
一个小型灵活的高β装置,建于英国卡拉姆实验室。现已拆除。
Transformer drive (变压器驱动)
在托卡马克中利用变压器的作用产生等离子体电流。在一组磁化(欧姆加热)线圈(可能是单个螺旋管)中改变电流流动引起与等离子体耦合通量的改变,在等离子体中感应其电流。磁化线圈通常称为初级绕组,等离子体起了二次绕组的作用。使用铁芯可以改变通量耦合。见:电流驱动(current drive)和热循环(thermal cycling)。
Transmittance (透射比)
透过某一物体的辐射功率与入射辐射功率之比。
Transmutation (转变)
一种元素通过一个核反应或一系列核反应转变成另一种元素(例如,通过吸收一个中子铀-238转变成
钚-239)。
Transport (输运)
粒子和能量从等离子体中心损失到等离子体边缘的过程。
Transport barrier (输运垒)
在某种运行工况下(例如,H模),可能存在一个低输运区域,它对应于陡的压强梯度。这样的区域被称为输运垒。
Transport scaling (输运定标)
用经验的或理论的方法将热输运的大小表示成若干等离子体参数的函数。它使我们可以根据这些参数值的变化导出热输运的变化大小(定标)。见:变标(定标)定律(scaling laws)。
Trapped particles (捕获粒子)
托卡马克等离子体外侧(最大半径的部分)具有比内侧更低的磁场。平行于磁场的低速度粒子没有足够的能量进入强场(内侧)区,并且在外侧被捕获。这些粒子不能沿环向自由转动,而是前后来回跳动,形成所谓的香蕉轨道。见另一种描述,捕获(trapping)。
Trapped-particle instability (捕获粒子不稳定性)
由环向系统中不能自由循环的粒子所驱动的缓慢增长的一类不稳定性。
Trapping (捕获)
粒子捕获发生在大多数托卡马克的中心区域,在这些区域碰撞平均自由程长于粒子必须沿磁力线由大环顶部到达底部运动经过的距离(连接长度)。捕获来源于总粒子能量和磁矩守恒。例如粒子的运动接近垂直于磁场,就可能被捕获在环向或极向方向都不构成完整一圈的轨道中。这一轨道因为粒子横越磁场的漂移而具有一定宽度,因此被称为香蕉轨道。那些没有以这种方式被捕获的粒子称为通行粒子。
Triangularity (三角变形度)
等离子体截面的三角形程度的一种量度。见:等离子体几何位形(plasma geometry)。
Tritium (氚)
氢的同位素,其核由一个质子和二个中子组成。氚不是自然出现的,因为它有不稳定的放射性衰变。为此,无论什么时候考虑使用氘-氚等离子体都需要特殊的氚处理工艺,正如在JET和未来的聚变电站那样。
Triton (氚核)
氚(3H)原子核。
Troyon beta limit (特罗荣β极限)
见:β极限(beta limit)。
Turbulence (湍流)
不同于相干波作用的一种随机起伏。例如,瀑布下方水的湍性面只能由它的若干平均量,比如,起伏的大小和持续的时间来描述。而静止池塘面上的波则可以有更系统的描述。
Turbulent heating (湍流加热)
将由外源形成的粒子的定向运动能量转换成无规运动的热能,而使等离子体中的电子和离子得到加热的方法。其能量转换过程是由于激发各种微观不稳定性所致,湍流加热过程很快,但也可能引起粒子和能量的反常损失。
Turbulent transport (湍流输运)
与等离子体湍流有关的反常输运。
Two-fluid model and multi-fluid model (双流体模型和多流体模型)
将等离子体表示成互相穿透和相互作用的电子和离子以及杂质离子等组成的流体的一组方程。见:单流体模型(single fluid model)。
Two-stream instability (双流不稳定性)
在一类粒子流的速度分布峰值与正在流过它的另一粒子流的速度分布峰值完全分开时能发展起来的不稳定性。例如,通过冷等离子体的高能电子流能够激发依靠消耗电子动能而快速增长的离子波。
U
UKAEA Culham Division (英国原子能管理局卡拉姆部门)
负责聚变研究的UKAEA部门。卡拉姆部门管理Compass-D, START和MAST托卡马克,并支持JET运行合同。
Unipolar arc (单极电弧)
在金属表面和与金属表面接触的等离子体之间的电弧,这种电弧仅需要一个电极,并且由电子的热能维持。
Universal instability (普适不稳定性)
因与磁力线垂直的密度梯度的存在而引起的低频不稳定性。这类不稳定性一般是定域的,通常具有较小的增长率。
V
VDE (垂直位移事件)
见:垂直位移事件(Vertical Displacement Event)。
Velocity space instability (速度空间不稳定性)
因粒子分布不处在热平衡状态而驱动的一类不稳定性。
Vertical Displacement Event (垂直位移事件)
整个等离子体在离其平衡位置向上(或向下)运动期间的一种不稳定性。高拉长度等离子体更有这种运动的倾向,因为产生这些需要更强的成形磁场。要是不用反馈系统控制,当等离子体与容器碰撞时,它将迅速地损失掉,并导致等离子体电流流过壁和其它部件。见:晕电流(halo current)。
Voltage loop (电压回路)
在真空室附近绕托卡马克大轴的一根金属线。这个回路中所感应的电压是沿着所加的欧姆加热电压的一种量度。
VUV (真空紫外线)
电磁谱的“真空紫外线”范围。
W
Wall loading (壁负载)
聚变堆热输出功率除以面向等离子体的面积。
Wall etch (壁腐蚀)
高能等离子体粒子引起对撞击板或对镶在真空室壁上的瓦的损伤。
Warm plasma refuelling (温热等离子体换料)
利用中等能量粒子团簇的等离子体加料。
Wave heating (波加热)
以各种等离子体波形式吸收能量而加热等离子体的方法。波加热涉及到的问题是:波的产生或者激发、波的传播和模式转换及波的能量吸收和热化。
Wendelstein 7-X (W7-X)[温特尔斯坦仿星器7-X(W7-X)]
建造于德国伽兴的一个大型先进仿星器装置,其现在为W7-AS装置,基于先进的螺旋仿星器位形。
Whistler (哨声)
在等离子体中沿着平行等离子体外的电流所产生的磁场传播的、频率低于电子回旋共振频率、与等离子体中电子相同方向旋转的一种圆偏振波,也称为电子回旋波。
X
X-point (X点)
见:单/双零(single/double null)。
X rays (X射线)
当激发原子的内轨道电子回到其正常态(特征X射线)时或当金属靶被高速电子轰击(轫致辐射)时所发射的电磁辐射。X射线总是起源于非核的辐射。
XUV (远紫外线)
电磁谱的“远紫外”范围。比VUV波长还短。
Y
Yin-Yang coil (阴阳线圈)
在磁镜装置中可以产生类似于网球缝线圈产生的极小磁场位形的一种线圈。它的优点是,产生的场是可变的,镜比较高,消耗功率很小;它是由弯成C型的两个独立的跑道型导体组成,装配上有很大的灵活性。
Z
Z –effective (Z-有效)
等离子体的有效电荷。Zeff是等离子体中在多大程度上无杂质离子的一种量度(其值随离子电荷平方增加)。对于纯D-T等离子体,Zeff=1.0。在聚变电站中其值将是2.0,或更小。
Z-pinch (Z箍缩)
使用轴向电流和与其有关的极向磁场将等离子体约束在圆柱型几何位形中的一种1维磁约束装置概念。见:θ箍缩(theta-pinch)。
ZT-40 device (ZT-40装置)
美国洛斯阿拉莫斯科学实验室为研究磁聚变中MHD稳定的反向场箍缩约束途径的特性而设计的一个实验装置。其目的是为了确定设计通向聚变堆目标的放大实验装置所需的成形、加热和输运物理。