Разрешение противоречий экспериментов Арцимовича с теорией равновесия Шафранова
Пустовитов В.Д.

Received: March 13, 2025

DOI: 10.31857/S0044451025080152

PDF (516.8K)

В докладе Арцимовича на конференции МАГАТЭ 1968 года (Proc. 3rd Int. Conf. on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, Novosibirsk, 1968 (IAEA, Vienna, 1969), Vol. 1, p. 157) были представлены экспериментальные данные с токамака ТМ-3, которые интерпретировались как резкое отклонение от предсказаний теории, предложенной Шафрановым (Атомная энергия 13, 521 (1962)). Этот конфликт результатов, затрагивающий поведение тороидального плазменного шнура с током под действием внешнего поперечного магнитного поля, до сих пор оставался необъясненным. В этом смысле он уникален, потому что другие предсказания аналитической теории равновесия плазмы неоднократно проверялись и давно доказали свою надежность на практике. Достаточно указать на успешную работу токамаков с использованием уравнения Грэда-Шафранова в качестве основы алгоритмов управления положением и формой плазмы. Это означает, что противоречие должно иметь точечный характер. Выявление его причины - главная цель настоящей работы. Анализ показывает, что в этом случае, вопреки ожиданиям, не эксперимент, а теоретический результат оказался недостоверным. Точнее - единственная формула, полученная как следствие неверно предписанных граничных условий для магнитного поля на стенке вакуумной камеры токамака. Проведены сравнения с правильным решением, показывающие значительный масштаб допущенной ошибки. Сделан вывод, что аномально большое смещение шнура в упомянутых экспериментах на ТМ-3 возникало из-за выбора удерживающего поля по формуле, дающей значение в несколько раз ниже необходимого.