自身磁不稳(Self-Magnetic Instability,简称SMI)是指在等离子体环境中,由于磁力线张力和电流引起的非线性扰动,导致磁场的变化和扭曲,从而影响等离子体与磁场的相互作用。SMI是等离子体物理中的一种重要现象,也是影响聚变实验和聚变堆能量输出的关键因素之一。
SMI主要会导致磁场扭曲和变化,进而影响等离子体粒子的运动和耗散,其中主要有以下两种机制:
一、SMI可以导致高能粒子在磁场中反复往返,从而更容易被捕获在磁场线的端点处,产生大量的热辐射和离子发射,进而耗散掉等离子体的能量。
二、SMI还可以导致磁场线的反向扭曲,形成局部的闭合区域,从而导致等离子体密度的降低和同时放电的不稳定性增强。
针对SMI对等离子体运行的不良影响,聚变研究中采取了以下一些措施:
一、通过增加磁场线数量和改变磁场拓扑结构,来减弱SMI的影响。
二、通过增加等离子体的密度和温度,来提高等离子体的稳定性和抵抗SMI的能力。
三、研发更多的对SMI不敏感的聚变工艺和设备,如逆变器供电系统等。
SMI作为等离子体物理重要的现象之一,其研究一直是聚变研究领域的热点之一。目前,已经采取了各种实验手段,如磁流体力学模拟和等离子体物理实验,来深入研究和解决SMI问题。同时,还通过研究保持等离子体偏离磁场中心的方法,延长了等离子体的寿命和稳定性。