Dénonciation d'un crime contre l'humanité

vendredi 27 septembre 2013

Trajectoire des particules chargées autour des lignes de champ magnétique



Le confinement du plasma dans un tokamak est basé sur la propriété qu'ont les particules chargées de décrire une trajectoire en hélice autour d'une ligne de champ magnétique. Regardez le mouvement d'une particule chargée autour d'une ligne de champ magnétique droite.

La particule, figurée en bleu, décrit une hélice autour de la ligne de champ, que suit le centre-guide de la trajectoire, matérialisé en vert.
Le rayon de giration de la particule, appelé rayon de Larmor retour, dépend de l'intensité du champ magnétique, de la masse et la charge de la particule, et de son énergie. Plus le champ magnétique est puissant, plus le rayon de Larmor est faible, la particule restant "scotchée" au voisinage de la ligne de champ. De plus, les électrons, beaucoup plus légers que les ions, ont un rayon de Larmor nettement plus faible à même énergie. Enfin, les particules très énergétiques ont un rayon de Larmor plus élevé que les particules à faible énergie, et sont donc plus difficiles à confiner. Le rayon de Larmor peut varier typiquement entre des millimètres pour des particules peu énergétiques avec un champ magnétique intense et des dizaines de centimètres pour des particules très énergétiques.
L'astuce consiste alors à refermer la ligne de champ sur elle-même pour piéger la particule, comme vous pouvez le voir ci-dessous.


On se trouve alors dans une configuration où la direction du champ magnétique est purement toroïdale. 
Malheureusement, sur une simple trajectoire circulaire de ce type, la particule subit une lente dérive transverse, liée au gradient de champ magnétique et à la force centrifuge, et dont la direction dépend du signe de sa charge. Par exemple,  les ions vont dériver vers le haut  (comme illustré sur le schéma ci-contre) et les électrons vers le bas. 

( source : cea )

Aucun commentaire: