ناپایداری های سوقی در پلاسمای توکاماک

به منظور بدست آوردن انرژی گداخت هسته ای، پلاسما را با میدان مغناطیسی محبوس می نمائیم و آن را تا دماهای بسیار زیاد گرما می دهیم. با این کار، در حقیقت شرایط تعادل ترمودینامیکی پلاسما را برهم زده ایم. از این رو پلاسما تلاش می کند برای بازیافتن تعادل خود، فرایندهای آشفتگی را برانگیزد. ما در اینجا نگاه دقیق تری به امواج سوقی برانگیخته شده توسط ناهمگنی های چگالی می اندازیم که جزء خطرناک ترین ها برای محبوس سازی پلاسما به شمار می آید. ناپایداریهای سوقی می توانند بوسیله خطوط میدان مغناطیسی شیب دار در یک پلاسمای توکاماک میرا شود(میرایی برش مغناطیسی). اثر خنثی کننده دیگری هم بوسیله جفت شدگی مدها (جفت شدگی مدهای چنبره ای) پدید می آید، بر این ناپایداری ها وارد شود این جفت شدگی بعلت چنبره ای بودن، ویژگی های امواج سوقی را تغییر می دهد. جفت شدگی می تواند این مدهای سوقی را در چاه پتانسیل موضعی شعاعی جایگزیده کند(مدهای عمومی). و یا آن ها را به واسطه پتانسیل سدی موضعی انتشار دهد. دوران پلاسمایی برشی می تواند این جفت شدگی را متاثر سازد. نشان داده می شود که نوع مدسوقی با علامت ویژه بسامد جابجایی دوپلری که از یک سطح مغناطیسی به سطح دیگر بدلیل سرعت های دورانی پلاسمایی قطبی و سمتی تغییر می کند، تعریف می شود. وجود مد سوقی عمومی مربوط به حالت ویژه بسامدهای جابجا شده دوپلری منفی می باشد. در حالی که امواج سوقی انتشاری بوسیله نوع مثبت آن پدید می آیند. افزون بر اثرات دوران پلاسما؛ نشان داده می شود که یک نمایه بیشینه شدگی بسامد دیامغناطیسی در توکاماک منجر به جایگزیدگی شعاعی میدان های امواج سوقی می شود. یک بیشینه شدگی بسامد دیامغناطیسی قوی می تواند انرژی موج را هم در راستای شعاع و هم در راستای خطوط میدان مغناطیسی گیر اندازد. نشان می دهیم که اثر جایگزیدگی بیشینه شدگی بسامد دیامغناطیسی می تواند به وسیله برش سرعت قوی فرونشانده شود. در پلاسمای لبه ای همان پدیده ای که در پلاسمای حجمی(درونی) رخ می دهد هم وجود دارد؛ اما به علت اینکه برش سرعت همان گونه که آنجا بیان می شود نیست؛ این اثرآنچنان اهمیتی ندارد. اگر یک بیشینه شدگی بسامد دیامغناطیسی ،درمعادلات دیفرانسیل جفت شدگی پتانسیل الکترواستاتیکی وارد شود آنگاه برای اینچنین بیشینه شدگی در پلاسماهای دورانی، مدهای سوقی عمومی (انتشاری) برای مقادیر مثبت (منفی) ویژه بسامد جابه جا شده دوپلری هم وجود داشته باشند؛خلاف آنچه در پلاسمای دورانی بدون بیشینه شدگی بسامد دیامغناطیسی گفته می شود. نظر به رابطه ی پاشندگی این امواج می توان آهنگ رشد و میرایی امواج سوقی انتشاری را بدست آورد. می توان دید که افزایش سرعت دورانی قطبی و برش اش در این حالت این مدها را ناپایدار می سازد درحالیکه می توان با افزایش سرعت دورانی سمتی این ناپایداری ها را فرونشاند.