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Internet Message Format  |  1999-11-12  |  14.2 KB

  1. Path: senator-bedfellow.mit.edu!faqserv
  2. From: Robert F. Heeter <rfheeter@princeton.edu>
  3. Newsgroups: sci.physics.fusion,sci.answers,news.answers
  4. Subject: Conventional Fusion FAQ Glossary Part 4/26 (D)
  5. Supersedes: <fusion-faq/glossary/d_934543711@rtfm.mit.edu>
  6. Followup-To: sci.physics.fusion
  7. Date: 11 Nov 1999 12:24:59 GMT
  8. Organization: Princeton University
  9. Lines: 303
  10. Approved: news-answers-request@MIT.EDU
  11. Distribution: world
  12. Expires: 23 Feb 2000 12:24:17 GMT
  13. Message-ID: <fusion-faq/glossary/d_942323057@rtfm.mit.edu>
  14. References: <fusion-faq/glossary/intro_942323057@rtfm.mit.edu>
  15. Reply-To: rfheeter@pppl.gov
  16. NNTP-Posting-Host: penguin-lust.mit.edu
  17. Summary: Fusion energy represents a promising alternative to
  18.          fossil fuels and nuclear fission for world energy
  19.          production. This FUT is a compendium of Frequently Used
  20.          Terms in plasma physics and fusion energy research.  Refer
  21.          to the FAQ on Conventional Fusion for more detailed info
  22.          about topics in fusion research.  This FUT does NOT
  23.          discuss unconventional forms of fusion (like Cold Fusion).
  24. X-Last-Updated: 1995/02/05
  25. Originator: faqserv@penguin-lust.MIT.EDU
  26. Xref: senator-bedfellow.mit.edu sci.physics.fusion:44252 sci.answers:10849 news.answers:170835
  27.  
  28. Archive-name: fusion-faq/glossary/d
  29. Last-modified: 4-Feb-1995
  30. Posting-frequency: More-or-less-quarterly
  31. Disclaimer:  While this section is still evolving, it should
  32.      be useful to many people, and I encourage you to distribute
  33.      it to anyone who might be interested (and willing to help!!!).
  34.  
  35. ===============================================================
  36. Glossary Part 4:  Terms beginning with "D"
  37.  
  38. FREQUENTLY USED TERMS IN CONVENTIONAL FUSION RESEARCH
  39. AND PLASMA PHYSICS
  40.  
  41. Edited by Robert F. Heeter, rfheeter@pppl.gov
  42.  
  43. Guide to Categories:
  44.  
  45. * = vocabulary specific to plasma/fusion/energy research
  46. & = basic/general physics vocabulary
  47. > = device type or machine name
  48. # = name of a constant or variable
  49. ! = scientists
  50. @ = acronym
  51. % = labs & political organizations
  52. $ = unit of measurement
  53.  
  54. The list of Acknowledgements is in Part 0 (intro).
  55. ==================================================================
  56.  
  57. DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD
  58.  
  59. @ D: nuclear/chemical symbol for deuterium/deuteron
  60.  
  61. @ DC, dc:  Direct Current; see entry
  62.  
  63. @ DCLC:  Drift Cyclotron Loss Cone instabilities; see entry.
  64.  
  65. @ DT:  Deuterium-Tritium; see entry labeled DT Fuel
  66.  
  67. @ DIII-D:  not an acronym (anymore); see entry
  68.  
  69. @ DOE:  Department of Energy (United States); see entry
  70.  
  71. @ dpa:  Displacements per atom; see entry
  72.  
  73. @ DPP:  Division of Plasma Physics; see APS-DPP
  74.  
  75. * D-shaped plasma:  A toroidal plasma whose cross section
  76. (poloidal plane) is a D (instead of a circle).  A D-shape
  77. has a higher beta limit (see entry) than a circular shape.
  78.  
  79. * Debye Length: The characteristic distance over which charges are
  80. shielded in a plasma.  See also: Debye shielding.
  81. lambda_D = ( epsilon_0 k_B T_e / (n_e e^2) )^(1/2)
  82. lambda_D[m] = (7.434*10^3)*(_e[eV])^(1/2)*n[m^(-3)]^(-1/2)
  83. (Arthur Carlson, awc@ipp-garching.mpg.de)
  84.  
  85. ! Debye, Peter Joseph:  Physical chemist, studied behavior of
  86. conductive solutions (plasmas have some similar behaviors).
  87.  
  88. * Debye Radius:  See Debye Length.
  89.  
  90. * Debye Sheath:  The region of strong electric field in front of
  91. a material surface in contact with a plasma.  Its characteristic
  92. thickness is the Debye length, and it is caused by Debye shielding
  93. of the negative surface charge resulting from electrons flowing to
  94. the surface much faster (initially) than the ions.  The lost
  95. electrons leave behind a region of net positive charge which
  96. gradually diminishes the strength of the electric field
  97. over the debye length.  See also: Debye Length, Debye Shielding.
  98. (Arthur Carlson, awc@ipp-garching.mpg.de, with modifications by
  99. John Cobb, johncobb@uts.cc.utexas.edu)
  100.  
  101. * Debye Shielding:  If a positive (or negative) charge is inserted
  102. into a plasma, it will change the local charge distribution by
  103. attracting (repelling) electrons.  The net result is an additional
  104. negative (positive) charge density which cancels the effect of the
  105. initial charge at distances large compared to the Debye length.
  106. (There is a corresponding effect of shielding by the ions, which,
  107. for various and subtle reasons, usually is less important.)
  108. See also: Debye Length.
  109. (Arthur Carlson, awc@ipp-garching.mpg.de)
  110.  
  111. * Debye Sphere:  Sphere around a charged test particle whose
  112. radius is equal to the Debye length.
  113.  
  114. & Decay, Radioactive: See radioactive decay.
  115.  
  116. * Decay Modes:  Different pathways for decay of radioactive nuclei.
  117. The decay modes for a given unstable state can include beta
  118. emission (negative = electron, positive = positron), electron
  119. capture, alpha emission, fission, and gamma emission.
  120. (Did I miss any?) See entries for each mode for more information.
  121.  
  122. * Dee-Shaped:  see D-shaped plasma above.
  123.  
  124. * Degenerate Configuration:  Magnetic field configuration in
  125. which the magnetic lines of force close exactly on themselves
  126. after passing around the configuration a finite number of times.
  127.  
  128. * Dense Plasma Focus:  See Plasma Focus.  (Densities of up
  129. to 10^26 particles/m^3 have been reported.)
  130.  
  131. & Density:  amount per unit of volume, or per unit surface area, or
  132. per unit length. (Usually specified or clear from context which
  133. of these is meant).  Several types:
  134.  Charge density   - amount of charge per unit (volume, area, length)
  135.         Current density  - current flow per unit transverse surface area.
  136.         Energy density   - amount of energy per unit volume.
  137.         Flux density     - flux per unit of transverse surface area.
  138.         Mass density     - mass per unit volume.
  139.         Number density   - number of particles per unit volume.
  140.         Particle density - same as number density.
  141.  
  142. % Department of Energy:  (DOE) Department within the
  143. executive branch of the U.S. government (at the cabinet
  144. level) which has managed and overseen federally-sponsored
  145. energy research.  The DOE was formed in 1977 from ERDA,
  146. the Energy Research and Development Administration,
  147. and (I think) the Atomic Enegy Commission (AEC).
  148.  
  149. & Deuterium: A heavy isotope of hydrogen whose nucleus
  150. contains both a neutron and a proton.
  151.  
  152. * Deuteron: A deuterium ion; nucleus consisting of a proton
  153. and a neutron.
  154.  
  155. * Diagnostics:  (from Herman) Procedures for determining
  156. (diagnosing) the state of a plasma during an experiment;
  157. also refers to the instruments used for diagnosing.
  158.  
  159. * Diamagnetic Effects:  Application of a magnetic field to a plasma
  160. will tend to create circulating current within the plasma that will
  161. reduce the strength of the magnetic field.
  162.  
  163. * Diffusion:  The interpenetration of one substance into another
  164. as a result of thermal / random motion of the individual particles.
  165. (e.g., the diffusion of a plasma across a magnetic field as a
  166. result of collisions which cause particles to move along new
  167. field lines.)  See also classical diffusion, neoclassical diffusion,
  168. anomalous diffusion, transport.
  169.  
  170. * Direct Conversion:  The generation of electricity by direct
  171. recovery of the kinetic energy of the charged fusion reaction
  172. products.
  173.  
  174. & Direct Current:  Electric current which is unchanging in
  175. time, or at least not oscillating.  Opposite of Alternating Current.
  176.  
  177. * Direct Drive:  An approach to inertial-confinement fusion
  178. in which the energy of the driver (laser or particle beam)
  179. is directly incident on the (usually spherical) target,
  180. causing compression heating via ablation of the target surface.
  181.  
  182. * Dispersion Relation:  For a given wave, the dispersion relation
  183. relates the temporal frequency of a wave (w, or omega) to its
  184. wavenumber k and other physical quantities characteristic of
  185. the system.  Dispersion relations can be quite simple
  186. (e.g., w = k * c for light; c being the speed of light),
  187. and they can also be quite complex, with interesting
  188. mathematical structure.  The dispersion relation and its
  189. mathematical structure provide important information
  190. about the wave, including the phase and group velocities.
  191. (See relevant entries.)  Note that the meaning of "dispersion
  192. relation" is different in plasma physics than in other fields.
  193.  
  194. * Displacements Per Atom: (dpa)  This is a measure of the
  195. amount of radiation damage in neutron-irradiated materials;
  196. e.g., 10 dpa means each atom in the material has been
  197. displaced from its structural lattice site and average of
  198. 10 times (due to interactions between the atoms and the
  199. energetic neutrons irradiating the material.)
  200.  
  201. * Disruption:  Plasma instabilities (usually oscillatory modes)
  202. sometimes grow and cause disruptions of the carefully-engineered
  203. plasma conditions in the reactor.  Major disruptions can cause
  204. an abrupt temperature drop and the termination of the plasma.
  205. Stored energy in the plasma is rapidly dumped into the rest
  206. of the plasma system (vacuum vessel walls, magnet coils, etc.)
  207. and can cause significant damage if precautions are not taken.
  208.  
  209. * Disruptive Instability:  Instability which causes a disruption;
  210. see entry for disruption.
  211.  
  212. * Dissociative Recombination:  The combination of an electron
  213. with a positive molecular ion, followed by dissociation of
  214. the molecule in which the resulting atoms/molecules carry
  215. off the excess energy released in the recombination.
  216.  
  217. & Distribution Function:  Function characterizing the density of
  218. particles located at a given point in phase space (a combination
  219. of either velocity or position coordinates) at a given time.
  220. The velocity-space distribution function gives the number of
  221. particles with a particular velocity; the position-space
  222. distribution function is synonymous with the particle density
  223. in position-space.  Different combinations of position and
  224. spatial coordinates are useful in different problems.
  225.  
  226. * Divertor: Component of a toroidal fusion device that diverts
  227. charged particles on the outer edge of the plasma into
  228. a separate chamber where they strike a barrier and become
  229. neutralized.  In a reactor, the divertor would incorporate a
  230. system for pumping out the neutralized particles as exhaust
  231. from the machine.  A divertor, like a limiter, prevents the
  232. particles from striking and degrading the chamber walls
  233. and dislodging secondary particles that would cool and
  234. contaminate the plasma.  Whereas a limiter is a material
  235. object used to limit the shape of the plasma, a divertor is a
  236. magnetic-field construction.  The advantage of the divertor
  237. is that it allows the neutralization region to be
  238. removed from the main plasma.  See also: limiter.
  239.  
  240. * Doppler Broadening:  Frequency spreading which causes
  241. broadening of single-frequency radiation (e.g., spectral
  242. lines) when the radiating bodies (atoms, molecules, etc.)
  243. have different velocities.  Radiation from each individual
  244. radiating body has a different Doppler shift, and
  245. the collection of radiations at different frequencies
  246. broadens the peak of the line in an intensity-vs-frequency
  247. plot.
  248.  
  249. & Doppler Effect:  Variation in the frequency of a
  250. wave (as measured by an observer) due to relative motion
  251. between the observer and the source of the wave.
  252. (The observed frequency increases if the source is moving
  253. towards the observer.)
  254.  
  255. & Doppler Shift:  The amount of change in the observed
  256. frequency of a wave due to the Doppler effect; sometimes
  257. called the Doppler frequency.
  258.  
  259. > DIII-D:  Latest in a series of tokamaks designed
  260. by General Atomics (formerly GA Technologies) in San Diego
  261. making plasmas with noncircular cross sections, including
  262. kidney shapes and D-shapes.
  263.  
  264. * Doublet Device / Doublet Plasma:  Tokamak-type devices
  265. where the plasma cross-section is kidney-shaped, with
  266. a deep indentation in the middle so that the plasma has
  267. two major rings of current (on top and bottom).
  268.  
  269. * Drift Cyclotron Loss Cone Instabilities:  (DCLC)
  270. This is an electrostatic microinstability (frequencies
  271. at harmonics of the ion cyclotron frequency) which is of
  272. major concern in small mirror devices.  Mode is driven
  273. by radial gradients in the electron density, and causes
  274. loss of ions due to non-conservation of magnetic moment
  275. (see adiabatic invariant) as they interact with the mode,
  276. and are dispersed in velocity space into the loss cone.
  277. Stabilization is accomplished by increasing the plasma
  278. size and by partially filling the loss cone with a
  279. continuous extermal warm plasma stream.
  280.  
  281. * Drift Motion:  Ordinarily particles placed in a magnetic
  282. field will simply orbit in circles, but if the magnetic field
  283. is not uniform, or curves, or there is an electrical field
  284. perpendicular to the magnetic field, or another force is applied
  285. perpendicular to the magnetic field, then the "guiding centers"
  286. of the particle orbits will drift (generally perpendicular to
  287. the magnetic field and to the applied force).  There are several
  288. sorts of drifts; refer to a plasma physics text for more
  289. information (see Section 11: Bibliography).  For a good
  290. introduction at the undergraduate physics level, see Chen.
  291.  
  292. * Drift Pumping:  A process that removes ions trapped in
  293. a thermal barrier using radial transport induced by an
  294. exterally-applied radiofrequency field tuned to resonate
  295. with the azimuthal drift frequency.
  296.  
  297. * Drift Surface:  Surface on which the guiding center of
  298. a particle is constrained to move, due to the effects of
  299. the laws of adiabatic invariance on its drift motion.
  300.  
  301. * Drift Velocity:  Characteristic velocity at which the center
  302. of a particle's orbit ("guiding center") drifts when drift motion
  303. (see above) occurs.
  304.  
  305. * Drift Waves:  Oscillations in a magnetically-confined plasma
  306. arising in the presence of density gradients (such as at the
  307. plasma's surface).  These resemble the waves that propagate
  308. at the interface of two fluids with different density in
  309. a gravitational field.
  310.  
  311. * DT Fuel:  (Deuterium-Tritium) Easiest fuel mixture to use
  312. in achieving fusion; unless otherwise specified, probably refers
  313. to a 50-50 (by numbers or by moles) mix of deuterium and tritium.
  314.  
  315. * Duty Factor:  Ratio of the duration of time when a system is
  316. actually operating to the total time for a complete cycle
  317. of the system.  e.g., if a tokamak experiment runs for 5 seconds
  318. and then sits for 500 seconds while the power supplies are
  319. recharged, then the duty factor is 1%.  Similar to capacity
  320. factor for powerplants.
  321.  
  322. * Dye laser:  A type laser in which the active material
  323. (the material which emits the laser light) is a dye.
  324. These lasers are tunable when the dye has very large
  325. molecules (such as acridine red or esculin) and the laser
  326. action takes place between the first excited and ground
  327. electronic states, because each of these states contains
  328. a broad continuum band of vibrational-rotational levels.
  329.  
  330.  
  331.