Diffusione classica: differenze tra le versioni

Versione delle 10:38, 29 ago 2024

Versione delle 10:44, 29 ago 2024

Riga 5:

L'incapacità della diffusione classica di prevedere il comportamento del plasma nel mondo reale portò negli anni '60 a un periodo noto come "la stasi", in cui sembrava impossibile realizzare un reattore a fusione pratico. Nel corso del tempo, le instabilità furono individuate e affrontate, soprattutto nel [[tokamak]]. Ciò ha portato a una comprensione più approfondita del processo di diffusione, noto come trasporto neoclassico.

[[File:Ion_collisions_in_weak_and_strong_magnetic_fields_compared.svg|destra|miniatura| Particelle in un'orbita di plasma attorno alle linee del campo magnetico con un raggio che varia con l'intensità del campo. Qui abbiamo le stesse particelle in due campi, uno più debole a sinistra e uno più forte a destra. La probabilità che una particella subisca una collisione è funzione dell'area che attraversa e quindi del quadrato dell'intensità del campo magnetico.]]

== Descrizione ==

[[Diffusione di materia|La diffusione]] è un processo di cammino aleatorio che può essere quantificato attraverso due parametri chiave: Δx, la lunghezza del passo, e Δt, l'intervallo di tempo in cui il camminatore compie un passo. Pertanto, il coefficiente di diffusione è definito come D ≡ (Δx)²/(Δt). Il plasma è una miscela simile a un gas costituita da particelle ad alta temperatura, come elettroni e ioni, che normalmente sarebbero uniti per formare atomi neutri a temperature più basse. La temperatura è una misura della velocità media delle particelle, quindi temperature elevate implicano velocità elevate, e di conseguenza un plasma si espanderà rapidamente a velocità tali da rendere difficile il suo controllo, a meno che non venga applicata una forma di "confinamento".

Riga 13 ⟶ 15:

In un campo magnetico uniforme, una particella compie un movimento casuale lungo le linee di campo con un passo pari al [[:en:Gyroradius|giroraggio]] ρ≡v_th/Ω, dove v_th indica la velocità termica e Ω≡qB/m la [[frequenza di ciclotrone]] (girofrequenza). I passi vengono resi casuali dalle collisioni, perdendo la coerenza. Pertanto, il passo temporale, o tempo di decoerenza, è l'inverso della frequenza collisionale ν_c. Il tasso di diffusione è dato da ν_cρ², con una legge di scala piuttosto favorevole B⁻².

== In pratica ==

Quando si iniziò a studiare il tema della fusione controllata, si credeva che i plasmi avrebbero seguito il tasso di diffusione classico, il che suggeriva che tempi di confinamento utili sarebbero stati relativamente facili da ottenere. Tuttavia, nel 1949, un team che studiava archi di plasma come metodo di separazione isotopica scoprì che il tempo di diffusione era molto maggiore di quanto previsto dal metodo classico. [[David Bohm]] suggerì che questo tasso di diffusione fosse proporzionale a B. Se ciò fosse vero, la [[diffusione di Bohm]] implicherebbe che tempi di confinamento utili richiederebbero campi magnetici incredibilmente grandi. Inizialmente, la diffusione di Bohm fu considerata un effetto collaterale del particolare apparato sperimentale utilizzato e degli ioni pesanti presenti, che causavano [[Regime turbolento|turbolenza]] all'interno del plasma, portando a una diffusione più rapida. Sembrava che le macchine per la fusione più grandi, che utilizzavano atomi molto più leggeri, non sarebbero state soggette a questo problema.

Riga 22 ⟶ 25:

{{Portale|Fisica}}

== Vedi anche: ==

* Diffusione di Bohm

* [[Diffusione aldi plasmaBohm]]

== Riferimenti ==

* {{Cita libro|nome=Daniel|cognome=Clery|titolo=A Piece of the Sun: The Quest for Fusion Energy|url=https://books.google.com/books?id=ABCLDwAAQBAJ|data=2014|editore=Abrams|pp=104–105|ISBN=9781468310412}}

[[Categoria:Plasma]]

[[Categoria:Diffusione]]

[[Categoria:Fusione nucleare]]

[[Categoria:Fusione a confinamento magnetico]]