相对论镜约束等离子体中的约束时间与双极势

先进的无中子聚变燃料（如质子-硼$^{11}$）往往比氘-氚等传统燃料需要高得多的温度。对于电子而言，体等离子体温度可接近其静质量的相当大的一个分数。在磁镜约束系统中，电子由至少五个电子温度的双极势所约束，能够逃逸该势的尾电子是完全相对论性的，这在计算其约束时必须加以考虑。本文采用简单估计将约束时间的标度律推广到相对论 regime。通过将此标度律与非相对论极限下的已知解进行渐近匹配，得到了约束时间（以及由此得到的双极势）的精确形式。这些形式通过基于有限元的 Fokker-Planck 模拟在广泛参数范围内得到了验证。比较具有相同约束势 $|e\phi|$ 与电子温度 $T_e$ 之比以及相同磁镜比 $R$ 的相对论与非相对论镜约束等离子体，其净结果是相对论效应使约束时间减小了一个因子 $S \equiv (1+15T_e/8m_ec^2)/(1+2|e\phi|/m_ec^2)$。