가출 전자

Runaway electrons

가출 전자(RE)라는 용어는 자유 낙하 가속을 겪는 전자를 상대론적 입자의 영역으로 나타내기 위해 사용된다. RE는 열(저에너지) 또는 상대론적(상대론적)으로 분류될 수 있다. 가출 전자에 대한 연구는 고에너지 대기 물리학에 대한 우리의 이해에 기초한다고 생각된다.[1] 그것들은 또한 원자로를 손상시킬 수 있는 토카막 핵융합 장치에서도 보인다.

번개

가출 전자는 번개 전파 이론에 기초한 가출 파괴의 핵심 요소다. 1925년 C.T.R. 윌슨의 연구 이후,[2] 번개를 생성하는 데 필요한 과정을 시작하면서, 우주선에 기반한 또는 그 밖의 다른 방법으로 전자가 폭주할 가능성을 연구하기 위한 연구가 진행되어 왔다.[3]

외계 발생

지구 외에 4개의 조비안 행성에서도 전자 폭주 기반 번개가 일어나고 있을 수 있다. 모의 연구들은 폭주 붕괴 과정이 지구상에서 훨씬 더 쉽게 일어날 것이라고 예측했다. 폭주 붕괴의 시작 문턱이 훨씬 작기 때문이다.[4]

고에너지 플라즈마

폭주하는 전자 현상은 고에너지 플라스마에서 관찰되었다. 그들은 ITER를 포함한 이러한 플라시마가 존재하는 기계와 실험에 위협을 가할 수 있다. 이러한 환경(토카막)에서 가출 전자의 성질을 조사하는 여러 연구가 존재하며, 이러한 원하지 않는 가출 전자의 해로운 영향을 더 잘 억제하기 위해 연구한다.[5]

컴퓨터 및 수치 시뮬레이션

이 고도로 복잡한 현상은 전통적인 시스템으로는 모델링하기 힘들다는 것이 증명되었지만, 부분적으로 세계에서 가장 강력한 슈퍼 컴퓨터로는 모델링되었다.[6] 또한, 전자 폭주 측면은 인기 있는 입자 물리학 모델링 모듈 Geant4를 사용하여 시뮬레이션 되었다.[7]

공간 기반 실험

참조

  1. ^ Dwyer, Joseph R.; Smith, David M.; Cummer, Steven A. (1 November 2012). "High-Energy Atmospheric Physics: Terrestrial Gamma-Ray Flashes and Related Phenomena". Space Science Reviews. 173 (1–4): 133–196. Bibcode:2012SSRv..173..133D. doi:10.1007/s11214-012-9894-0. ISSN 0038-6308.
  2. ^ Wilson, C.T.R. (1925). "The acceleration of β-particles in strong electric fields such as those of thunderclouds". Proc. Cambridge Philos. Soc. 22 (4): 534–538. Bibcode:1925PCPS...22..534W. doi:10.1017/s0305004100003236.
  3. ^ Gurevich, A.v.; Milikh, G.m.; Roussel-Dupre, R. (1992). "Runaway Electron Mechanism of Air Breakdown and Preconditioning during a Thunderstorm". Physics Letters. 165.5 (5–6): 463. Bibcode:1992PhLA..165..463G. doi:10.1016/0375-9601(92)90348-p.
  4. ^ Dwyer, J; Coleman, L; Lopez, R; Saleh, Z; Concha, D; Brown, M; Rassoul, H (2006). "Runaway Breakdown in the Jovian Atmospheres". Geophysical Research Letters. 33 (22): L22813. Bibcode:2006GeoRL..3322813D. doi:10.1029/2006gl027633.
  5. ^ Reux, C.; Plyusnin, V.; Alper, B.; Alves, D.; Bazylev, B.; Belonohy, E.; Boboc, A.; Brezinsek, S.; Coffey, I.; Decker, J (2015-09-01). "Runaway electron beam generation and mitigation during disruptions at JET-ILW". Nuclear Fusion. 55 (9): 093013. doi:10.1088/0029-5515/55/9/093013. hdl:11858/00-001M-0000-0029-04D1-5. ISSN 0029-5515.
  6. ^ Levko; Yatom; Vekselman; Glezier; Gurovich; Krasik (2012). "Numerical Simulations of Runaway Electron Generation in Pressurized Gases". Journal of Applied Physics. 111 (1): 013303–013303–9. arXiv:1109.3537. Bibcode:2012JAP...111a3303L. doi:10.1063/1.3675527. S2CID 119256027.
  7. ^ Skeltved, Alexander Broberg; Østgaard, Nikolai; Carlson, Brant; Gjesteland, Thomas; Celestin, Sebastien (2014). "Modeling the relativistic runaway electron avalanche and the feedback mechanism with GEANT4". Journal of Geophysical Research: Space Physics. 119 (11): 9174–9191. doi:10.1002/2014JA020504. PMC 4497459. PMID 26167437.