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9 • Collisions, relaxation et transport
faisceau est du à la population d’ions du plasma. Ce deuxième processus induit
une isotropisation de la distribution des vitesses et sera étudié dans le prochain
paragraphe.
• un faisceau d’ions en interaction avec un plasma totalement ionisé quasi-neutre ;
alors l’interaction ion-électron conduit à un ralentissement dont la dynamique
dépend du rapport de la vitesse du faisceau sur la vitesse thermique électronique.
Étudions ce deuxième cas car il constitue un problème particulièrement important en
physique des plasmas thermonucléaires ; en effet, il détermine, pour partie, le bilan
énergétique à travers le dépôt d’énergie des ions rapides dans le plasma.
t
fe(p)
fe(p)
fi(p)
p
p
fi(p)
p0
Figure 9.13 Ralentissement ion-électrons.
Soit une population d’électrons cibles, de charge −e et de température T , et un ion
de masse m i et d’impulsion p 0 représenté par la fonction de distribution initiale
d (p − p 0 )(Figure 9.13).
f i (p, t = 0) = d (p − p 0 ) ,
f e (p 2 ) = n e
exp
−
p
2
2
2mekT
(2pm e kT )
3
2
(9.32)
Lorsqu’une particule lourde interagit avec une population de particules légères
le processus dominant l’interaction est un phénomène de ralentissement ; la diffusion angulaire, ainsi que l’élargissement de la distribution en énergie de la
particule lourde, étant négligeables. L’interaction ion-électrons est donc décrite par
l’équation :
∂ f i (p,t)
∂t
= −
∂
∂p
·
dp
dt
f i (p,t)
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