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Physics of fusion power
Lecture 7: particle motion
Gyro motion
The Lorentz force leads to a gyration of the particles around the magnetic field
We will write the motion as
The Lorentz force leads to a gyration of the charged particles around the field line
Parallel and rapid gyro-motion
Typical values
For 10 keV and B = 5T. The Larmor radius of the Deuterium ions is around 4 mm for the electrons around 0.07 mm
Note that the alpha particles have an energy of 3.5 MeV and consequently a Larmor radius of 5.4 cm
Typical values of the cyclotron frequency are 80 MHz for Hydrogen and 130 GHz for the electrons
Often the frequency is much larger than that of the physics processes of interest. One can average over time
One can not however neglect the finite Larmor radius since it lead to specific effects (although it is small)
Additional Force F
Consider now a finite additional force F
For the parallel motion this leads to a trivial acceleration
Perpendicular motion: The…(省略)



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