Fisica dei Plasmi
- ISBN/EAN
- 9788808063830
- Editore
- Zanichelli
- Formato
- Brossura
- Anno
- 2009
- Pagine
- 432
Disponibile
47,50 €
Questo libro presenta i fondamenti della fisica dei plasmi e guida il lettore nelle dettagliate analisi del comportamento del plasma, sottolineando l’aspetto qualitativo dei processi coinvolti.
Dopo aver trattato la teoria delle orbite delle particelle cariche nei campi elettrici e magnetici, si introduce il modello magnetoidrodinamico, che è il modello fluido più utilizzato per descrivere il comportamento macroscopico dei plasmi in presenza di campi esterni, e si affronta il problema dell’equilibrio e della stabilità dei plasmi.
Sono riportati poi alcuni cenni sulla teoria cinetica e sono evidenziate le condizioni di validità del modello magnetoidrodinamico. Ampio spazio è dedicato allo studio della propagazione delle onde nei plasmi, sia in assenza sia in presenza di campi magnetici esterni, e sono inoltre illustrati i principali processi di emissione di radiazione da un plasma.
Infine si esamina la possibilità, di grande interesse e attualità, di ottenere energia per mezzo di reazioni di fusione nucleare nei plasmi e se ne discutono le problematiche.
Maggiori Informazioni
| Autore | Pucella G.; Segre S. |
|---|---|
| Editore | Zanichelli |
| Anno | 2009 |
| Tipologia | Libro |
| Lingua | Italiano |
| Indice | Prefazione ix 1 Proprietà dei plasmi 1 1.1 Gas ionizzati e plasmi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Lunghezza di Debye . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 Parametro di plasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.4 Quasi-neutralità dei plasmi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.5 Oscillazioni di plasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2 Teoria delle orbite 11 2.1 Moto di una particella carica in campi costanti e uniformi . . . . . . . 11 2.2 Moto in campi debolmente variabili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.3 Confinamento tra specchi magnetici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.4 Confinamento in una configurazione toroidale . . . . . . . . . . . . . . 26 2.5 Traiettorie del centro di guida nel Tokamak . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.6 Forza ponderomotrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3 Collisioni delle particelle nel plasma 41 3.1 Collisioni di due particelle cariche: l’angolo di deflessione . . . . . . . 41 3.2 Frequenze di collisione in un plasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.3 Trasferimento di energia ed equilibrio termodinamico parziale . . . . . 50 3.4 Resistività elettrica del plasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4 Teoria magnetoidrodinamica 55 4.1 Equazioni della magnetoidrodinamica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.2 Densità di forza magnetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 4.3 Bilancio della quantità di moto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 4.4 Bilancio dell’energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 4.5 Equilibrio del plasma in un campo magnetico . . . . . . . . . . . . . . 72 4.6 Diffusione del campo magnetico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 4.7 Congelamento delle linee di forza magnetiche . . . . . . . . . . . . . . 74 5 Equilibrio magnetoidrodinamico 79 5.1 Equazioni della magnetoidrostatica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 5.2 Equilibri force-free . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 5.3 Condizione di Ferraro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 5.4 Equilibri MHD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 5.5 Pinch stabilizzato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 6 Stabilità dell’equilibrio MHD 103 6.1 Metodi per lo studio delle instabilità MHD ideali . . . . . . . . . . . . 103 6.2 Metodo delle perturbazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 6.3 Stabilità dall’analisi dei modi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 6.4 Stabilità di un pinch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 6.5 Principio dell’energia per la stabilità MHD . . . . . . . . . . . . . . . 144 6.6 Applicazioni del principio dell’energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 6.7 Instabilità di scambio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 7 Cenni sulla teoria cinetica 167 7.1 Equazione di Boltzmann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 7.2 Descrizione a fluido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 7.3 Equazioni a un fluido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 7.4 Modello MHD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 8 Teoria elementare dei processi di trasporto 201 8.1 Processi di diffusione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 8.2 Diffusione ambipolare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 9 Onde magnetoidrodinamiche 215 9.1 Onde di Alfvén . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 9.2 Onde magnetoacustiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 9.3 Onde di Alfvén con conducibilità elettrica finita . . . . . . . . . . . . . 230 10 Onde nei plasmi 235 10.1 Considerazioni introduttive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 10.2 La relazione di dispersione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 10.3 Modi elettrostatici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 10.4 Velocità di fase e velocità di gruppo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 10.5 Onde in un plasma freddo, senza B0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 10.6 Onde elettrostatiche in plasmi caldi, senza B0 . . . . . . . . . . . . . . 247 10.7 Onde in un plasma freddo, con B0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 10.8 Propagazione parallela a B0 in un plasma freddo . . . . . . . . . . . . 265 10.9 Propagazione perpendicolare a B0 in un plasma freddo . . . . . . . . . 272 10.10Caratterizzazione delle onde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 10.11Effetti termici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 11 Cenni sulla teoria cinetica delle onde elettrostatiche 285 11.1 Onde elettrostatiche in un plasma non magnetizzato . . . . . . . . . . 285 11.2 Smorzamento di Landau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 11.3 Macchine a specchi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 11.4 Oscillazioni ioniche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 12 Emissione di radiazione da un plasma 309 12.1 Processi atomici elementari in un plasma . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 12.2 Radiazione emessa da una carica in moto accelerato . . . . . . . . . . 310 12.3 Radiazione di frenamento: Bremsstrahlung . . . . . . . . . . . . . . . 312 12.4 Radiazione di ciclotrone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 12.5 Radiazione di ricombinazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 12.6 Radiazione di righe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 12.7 Trasporto della radiazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 13 Fusione termonucleare 331 13.1 Reazioni di fusione nucleare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 13.2 Ignizione termonucleare e modo forzato . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 13.3 Trasferimento di energia dalle particelle al plasma . . . . . . . . . . 343 13.4 Burn-up fraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 13.5 Fusione termonucleare controllata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 13.6 Confinamento magnetico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 13.7 Confinamento inerziale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 Appendici 357 A.1 Espressioni e identità vettoriali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 A.2 Invarianza del momento magnetico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360 A.3 Conservazione di come esempio di invariante adiabatico . . . . . . . 362 A.4 Moto di una particella carica in campi debolmente variabili . . . . . . 363 A.5 La deflessione nell’urto coulombiano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 A.6 Instabilità MHD resistive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371 A.7 Termine di Fokker-Planck e potenziali di Rosenbluth . . . . . . . . . . 373 A.8 Chiusura di Chapman-Enskog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 A.9 Coefficienti di trasporto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 A.10 Propagazione delle onde in mezzi non omogenei . . . . . . . . . . . . . 386 A.11 Onde in prossimità di cutoff e risonanze . . . . . . . . . . . . . . . . . 391 A.12 Onde whistler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 A.13 Rotazione Faraday . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401 A.14 Propagazione di onde perpendicolari al campo magnetico . . . . . . . 403 A.15 Modelli dello stato di equilibrio di un plasma . . . . . . . . . . . . . . 406 Bibliografia 409 Libri sulla fisica dei plasmi in generale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409 Riferimenti su argomenti specifici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410 Elenco dei simboli usati 411 Indice analitico 415 |
| Stato editoriale | In Commercio |
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