Ionsyklotronresonans
Ionsyklotronresonans er et fenomen relatert til bevegelse av ioner i et magnetfelt. Den brukes til å akselerere ioner i et syklotron, og til å måle massene til en ionisert analytt i massespektrometri, spesielt med Fourier-transform ion syklotron resonansmassespektrometre. Den kan også brukes til å følge kinetikken til kjemiske reaksjoner i en fortynnet gassblanding, forutsatt at disse involverer ladede arter.
Definisjon av resonansfrekvensen[rediger | rediger kilde]
Et ion i et statisk og jevnt magnetfelt vil bevege seg i en sirkel på grunn av Lorentz-kraften. Vinkelfrekvensen til denne syklotronbevegelsen for en gitt magnetfeltstyrke B er gitt av
hvor z er antallet positive eller negative ladninger av ionet, e er elementærladning og m er massen av ionet. Et elektrisk eksitasjonssignal med frekvens f vil derfor resonere med ioner som har et masse-ladningsforhold m/z gitt av
Den sirkulære bevegelsen kan være overlagret med en jevn aksial bevegelse, noe som resulterer i en spiral, eller med en jevn bevegelse vinkelrett på feltet (f.eks. I nærvær av et elektrisk eller gravitasjonsfelt) som resulterer i en sykloid.
Ion syklotron resonans varme[rediger | rediger kilde]
Ionsyklotronresonansoppvarming (eller ICRH fra engelsk Ion cyclotron resonance heating) er en teknikk der elektromagnetiske bølger med frekvenser tilsvarende ionesyklotronfrekvensen brukes til å varme opp et plasma.[1] Ionene i plasmaet absorberer den elektromagnetiske strålingen, og som et resultat av dette øker sin kinetiske energi. Denne teknikken brukes ofte til oppvarming av tokamak-plasmaer.[2][3][4][5]
I solvind[rediger | rediger kilde]
8. mars 2013 lanserte NASA en artikkel der ionesyklotronbølger ble identifisert av sin sonde romfartøy kalt WIND som den viktigste årsaken til oppvarming av solvinden når den stiger opp fra solens overflate. Før denne oppdagelsen var det uklart hvorfor solvindpartiklene ville varme seg opp i stedet for å kjøle seg ned når de kom raskt fra solens overflate.[6]
Referanser[rediger | rediger kilde]
- ^ «ICRH». www.ipp.mpg.de (engelsk). Besøkt 11. februar 2021.
- ^ Start, D. F. H.; Jacquinot, J.; Bergeaud, V.; Bhatnagar, V. P.; Cottrell, G. A.; Clement, S.; Eriksson, L-G.; Fasoli, A.; Gondhalekar, A. (25. mai 1998). «D-T Fusion with Ion Cyclotron Resonance Heating in the JET Tokamak». Physical Review Letters. 21 (engelsk). 80: 4681–4684. ISSN 0031-9007. doi:10.1103/PhysRevLett.80.4681. Besøkt 11. februar 2021.
- ^ Bécoulet, M.; Colas, L.; Pécoul, S.; Gunn, J.; Ghendrih, Ph.; Bécoulet, A.; Heuraux, S. (Juni 2002). «Edge plasma density convection during ion cyclotron resonance heating on Tore Supra». Physics of Plasmas. 6 (engelsk). 9: 2619–2632. ISSN 1070-664X. doi:10.1063/1.1472501. Besøkt 11. februar 2021.
- ^ Reinke, M L; Hutchinson, I H; Rice, J E; Howard, N T; Bader, A; Wukitch, S; Lin, Y; Pace, D C; Hubbard, A (1. april 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. 4. 54: 045004. ISSN 0741-3335. doi:10.1088/0741-3335/54/4/045004. Besøkt 11. februar 2021.
- ^ Van Eester, D.; Lerche, E.; Ragona, R.; Messiaen, A.; Wauters, T.; JET contributors (1. oktober 2019). «Ion cyclotron resonance heating scenarios for DEMO». Nuclear Fusion. 10. 59: 106051. ISSN 0029-5515. doi:10.1088/1741-4326/ab318b. Besøkt 11. februar 2021.
- ^ «Solar Wind Energy Source Discovered | Science Mission Directorate». science.nasa.gov. Arkivert fra originalen 18. april 2023. Besøkt 11. februar 2021.