이온 사이클로트론 공명

Ion cyclotron resonance

이온 사이클로트론 공명은 자기장에서 이온이 이동하는 것과 관련된 현상이다. 사이클로트론에서 이온을 가속하고, 특히 푸리에 변환 이온 사이클로트론 공명 질량 분광기와 함께 질량 분광 분석 물질의 질량을 측정하는 데 사용된다. 이것은 또한 묽은 가스 혼합물에서 화학 반응의 운동학적 원리를 따르는 데 사용될 수 있다. 단, 이러한 운동학적 원소가 충전된 종을 포함한다면 말이다.

공명 주파수의 정의

정적이고 균일한 자기장의 이온은 로렌츠 힘 때문에 원을 그리며 움직일 것이다. 주어진 자기장 강도 B에 대한 이 사이클로트론 운동의 각도 주파수는 다음과 같다.

여기서 z는 이온의 양전하 또는 음전하 수, e는 기본 전하, m은 이온의 질량이다.[1] 따라서 주파수 f를 갖는 전기적 흥분 신호는 다음과 같은 방법으로 질량 대 충전 비율 m/z를 갖는 이온과 공명한다.

원형의 운동은 균일한 축운동으로 중첩되어 나선이 생기거나, 또는 전기장이나 중력장이 존재하는 경우(예: 전기장이나 중력장이 있는 경우) 전장에 수직인 균일한 운동으로 하여 사이클로이드를 발생시킬 수 있다.

이온 사이클로트론 공명 가열

이온 사이클로트론 공명 가열(또는 ICRH)은 이온 사이클로트론 주파수에 해당하는 주파수를 가진 전자파를 사용하여 플라즈마를 가열하는 기법이다.[2] 플라즈마 안의 이온은 전자기 방사선을 흡수하고 그 결과 운동에너지가 증가한다. 이 기법은 일반적으로 토카막 플라스마 난방에 사용된다.[3][4][5][6]

태양바람에

NASA는 2013년 3월 8일 태양열 탐사선 WIND(WIND)가 태양 표면에서 떠오르면서 태양풍이 가열되는 주요 원인으로 이온 사이클론 파동을 식별한 기사를 발표했다. 이 발견 전에는 태양 표면에서 빠르게 벗어나는데 왜 태양풍 입자가 식지 않고 뜨거워지는지 알 수 없었다.[7]

참고 항목

참조

  1. ^ SI 단위에서, 기본 전하 e는 1.602×10−19 C 값을 가지며, 이온 m의 질량은 통일된 원자 질량 단위 또는 달튼 단위로 주어지는 경우가 많다: 1 u = 1 Da ≈ 1.660539040(20) × 10−27 kg, 자기장 B는 테슬라 단위로 측정되며, 각 주파수 Ω은 초당 라디안으로 측정된다.
  2. ^ "ICRH". www.ipp.mpg.de. Retrieved 2020-06-19.
  3. ^ Start, D. F. H.; Jacquinot, J.; Bergeaud, V.; Bhatnagar, V. P.; Cottrell, G. A.; Clement, S.; Eriksson, L-G.; Fasoli, A.; Gondhalekar, A.; Gormezano, C.; Grosshoeg, G. (1998). "D-T Fusion with Ion Cyclotron Resonance Heating in the JET Tokamak". Physical Review Letters. 80 (21): 4681–4684. doi:10.1103/PhysRevLett.80.4681.
  4. ^ Bécoulet, M.; Colas, L.; Pécoul, S.; Gunn, J.; Ghendrih, Ph.; Bécoulet, A.; Heuraux, S. (2002). "Edge plasma density convection during ion cyclotron resonance heating on Tore Supra". Physics of Plasmas. 9 (6): 2619–2632. doi:10.1063/1.1472501. ISSN 1070-664X.
  5. ^ Reinke, M L; Hutchinson, I H; Rice, J E; Howard, N T; Bader, A; Wukitch, S; Lin, Y; Pace, D C; Hubbard, A; Hughes, J W; Podpaly, Y (2012). "Poloidal variation of high- Z impurity density due to hydrogen minority ion cyclotron resonance heating on Alcator C-Mod". Plasma Physics and Controlled Fusion. 54 (4): 045004. doi:10.1088/0741-3335/54/4/045004. hdl:1721.1/84058. ISSN 0741-3335.
  6. ^ Van Eester, D.; Lerche, E.; Ragona, R.; Messiaen, A.; Wauters, T. (2019). "Ion cyclotron resonance heating scenarios for DEMO". Nuclear Fusion. 59 (10): 106051. doi:10.1088/1741-4326/ab318b. hdl:10138/324306. ISSN 0029-5515.
  7. ^ "Solar Wind Energy Source Discovered - NASA Science". science.nasa.gov. Retrieved 2014-01-20.


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