Институт Лазерной Физики Отдел Лазерной Плазмы Новосибирск, СО РАН Исследование трансполярного потенциала и продольных токов в лабораторных экспериментах Программа моделирования солнечно-земных процессов с помощью облаков лазерной плазмы и дипольного магнитного поля Пономаренко А.Г., Антонов В.М., Бояринцев Э.Л., Захаров Ю.П., Посух В.Г., Мелехов В.М., Вшивков К.А. Шайхисламов И.Ф. Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований СО РАН проект II , Российского фонда фундаментальных исследований проекты , и программы президиума РАН ОФН-15.

В настоящем докладе представлены новые результаты лабораторных экспериментов по измерению внутреннего эффективного сопротивления магнитосферного генератора В настоящем докладе представлены новые результаты лабораторных экспериментов по измерению внутреннего эффективного сопротивления магнитосферного генератора Делается сравнение с моделью насыщения продольных токов за счет торможения флангового течения плазмы Делается сравнение с моделью насыщения продольных токов за счет торможения флангового течения плазмы

модель магнитосферного МГД генератора Предложена в работе (Eastman T E, 1976) Предложена в работе (Eastman T E, 1976) Рассматривает генерацию трансполярного потенциала и продольных токов зоны-1 Рассматривает генерацию трансполярного потенциала и продольных токов зоны-1 в отсутствии ММП в отсутствии ММП + Y Z X

Схема экспериментов с лазерной плазмой Z Y R m 18 cm R D =8 cm R L 4 cm R o 65 cm

Схема измерений трансполярного потенциала и полного продольного тока

Параметры эксперимента концентрация n i =(0.5-1) см -3 число Маха M S 5 скоростьV o =100 км/счисло РейнольдсаR me ~20 момент =10 6 Гс см 3 число Кнудсена ii /R M >5 зарядовый состав Z =1.5-2 M =5.5 замагниченность ионов R Li /R M 0.25 температураT e =5-10 эВ,

Измерения

Трансполярный потенциал и полный продольный ток Ток удвоен, что соответствует величине продольного тока на обоих полюсах Ток удвоен, что соответствует величине продольного тока на обоих полюсах Ток отстает от потенциала и затянут Ток отстает от потенциала и затянут На втором пике активное сопротивление 100 В/4кА=0.025 Ом На втором пике активное сопротивление 100 В/4кА=0.025 Ом

Определение внутреннего сопротивления генератора Первый пик R=0.043 Ом и L=50 cm. Второй пик R=0.024 Ом и L=19 cm. Первый пик R=0.028 Ом и L=48 cm. Второй пик R=0.022 Ом и L=19 cm.

Сопротивление в плазме за счет Кулоновских столкновений Z 8 Модель насыщения продольного тока VφVφ JrJr,, В эксперименте V o =10 7 см/c и /R m 0.25 получаем R GEN 0.03 Ом (измерено Ом) I CH 7000 А (измерено I SAT 4500 А) Соответствие в пределах 50% величины

Выводы Посредством измерения полного продольного тока и трансполярного потенциала определены характеристики внутреннего генератора – внутреннее сопротивление и индуктивность цепи. Посредством измерения полного продольного тока и трансполярного потенциала определены характеристики внутреннего генератора – внутреннее сопротивление и индуктивность цепи. Индуктивность примерно соответствует характерному размеру магнитосферы. Индуктивность примерно соответствует характерному размеру магнитосферы. Полный продольный ток сопоставим с полным током Чепмена-Ферраро на магнитопаузе. Полный продольный ток сопоставим с полным током Чепмена-Ферраро на магнитопаузе. Измеренное сопротивление примерно соответствует расчетному сопротивлению МГД генератора, а полный продольный ток – току насыщения. Измеренное сопротивление примерно соответствует расчетному сопротивлению МГД генератора, а полный продольный ток – току насыщения. Сопротивление участков цепи по которым ток протекает в плазме за счет Кулоновских столкновений достаточно мало. Сопротивление участков цепи по которым ток протекает в плазме за счет Кулоновских столкновений достаточно мало. Полученные результаты дают экспериментальное подтверждение модели магнитосферного генератора. Полученные результаты дают экспериментальное подтверждение модели магнитосферного генератора.