Циклотронное излучение

Циклотро́нное излуче́ние — электромагнитное излучение, испускаемое заряженными частицами, которые отклоняются магнитным полем. Такое излучение также называют магнитотронным.

Для одиночного электрона в поле В потеря энергии определяется следующим соотношением:

$I\equiv \frac{d{\epsilon }_{\mathrm{\perp }}}{dt}=-\frac{2e^2{u}_{\mathrm{\perp }}^2{\omega }_c^2}{3c^3}$

Если плазма полностью прозрачна, то для излучения можно получить плотность энергии, «высвечиваемой» из плазмы:

${\omega }_0\approx \frac{{\omega }_p^2{\omega }_{ce}^2}{3\pi c^3}T$

Реально же часть излучения поглощается в плазме. Б.А. Трубников ввёл «фактор Ф» или «коэффициент выхода», который по определению есть:

$\mathrm{\Phi }=\frac{W_{real}}{W_0}$

Для температур (5 эВ — 100 кэВ) Трубников Б.А. в 1956 г. показал возможность аппроксимировать коэффициент выхода формулой:

$\mathrm{\Phi }\approx 17(\frac{T_e}{m_e{c}^2}{)}^{3/2}\cdot \sqrt{\frac{B}{e_e{n}_{e}a}\cdot \beta \cdot \gamma },$

где $e_e$ - заряд электрона, $B$ — поле внутри цилиндра, параметры $\beta$ и $\gamma$ безразмерны. Первый из них $\beta$ равен или 1, если отражающие стенки отсутствуют, или $\beta =1-r$, если снаружи имеются стенки с коэффициентом отражения $r$. Наконец, параметр $\gamma$ равен 1, если продольное поле однородно по сечению. Однако в токамаке поле неоднородно, и тогда параметр неоднородности $\gamma$ равен $\gamma =1+a/R\sqrt{T_e/m_e{c}^2}$, где $R$ - большой радиус тора в токамаке.

См. также

• Синхротронное излучение
• Циклотрон