Partikelbaner i et plasma

Når en elektrisk ladet partikel bevæger sig i et elektromagnetisk felt, kan partiklens bevægelse beskrives ved hjælp af Lorentzkraften:

F = q(E + × B),

Hvor F, Lorentzkraften, er kraften på partiklen, q er partiklens ladning, E er det elektriske felt, v er partiklens hastighedsvektor, og B er magnetfeltet. Krydset i ligningen betegner et 'krydsprodukt', og det kræver, at man har kendskab til vektorregning, før man kan udregne krydsproduktet. Formlen siger, at hvis en ladet partikel befinder sig i et elektrisk felt, så vil partiklen blive påvirket af en kraft i samme retning som det elektriske felt (hvis partiklen har en positiv ladning). Befinder partiklen sig i et magnetfelt, kan formlen tolkes ved brug af højrehåndsreglen.

Lad os nu antage, at en partikel bevæger sig i et konstant, homogent magnetfelt. Hvis partiklens hastighed er vinkelret på magnetfeltet, vil Lorentzkraften få partiklen til at bevæge sig i en cirkelbane omkring magnetfeltlinjerne. Har partiklen også en hastighed langs magnetfeltets retning, vil partiklens bane følge en skruelinje langs magnetfeltslinjerne. Dette er illustreret øverst på siden.

Bevæger en ladet partikel sig i et magnetfelt, som ikke er konstant og homogent, vil partiklens bane i hovedtræk fortsat følge en skruelinje (helix) langs magnetfeltlinjerne, men forskellige effekter vil få partiklen til at drive væk fra de magnetiske feltlinjer. I fusionsreaktorer med magnetisk indeslutning af et plasma er magnetfeltet nøje konstrueret, sådan at ladede partikler følger en lukket bane og så vidt muligt ikke undslipper magnetfeltet.



https://www.fusionsenergi.dk/viden-om-fusionsenergi/grundlaeggende-plasmafysik/partikelbaner-i-et-plasma
26 APRIL 2024