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Encoding:
Internet Message Format  |  1999-11-12  |  18.7 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 5/26 (E)
  5. Supersedes: <fusion-faq/glossary/e_934543711@rtfm.mit.edu>
  6. Followup-To: sci.physics.fusion
  7. Date: 11 Nov 1999 12:25:04 GMT
  8. Organization: Princeton University
  9. Lines: 429
  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/e_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:44253 sci.answers:10850 news.answers:170836
  27.  
  28. Archive-name: fusion-faq/glossary/e
  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 5:  Terms beginning with "E"
  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. * = plasma/fusion/energy vocabulary
  46. & = basic 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. EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE
  58.  
  59. # e:  symbol for the electron, for the unit electric
  60.       charge (e = 1.6x10^-19 coulombs), and for a Euler's fundamental
  61.       mathematical constant e = 2.71828...
  62.  
  63. # E:  Variable typically used for Energy or Electric Field
  64. (usually in vector notation in the latter case; which is meant
  65. is usually clear from context; when both are used in the same place
  66. the energy is usually represented as U instead of E.)
  67.  
  68. @ EBT:  Elmo Bumpy Torus; see entry
  69.  
  70. @ EC:  European Community; see entry
  71.  
  72. @ ECDC:  Electron Cyclotron Discharge Cleaning; see entry
  73.  
  74. @ ECE:  Electron Cyclotron Emission; see entry
  75.  
  76. @ ECH:  Electron Cyclotron Heating; see entry
  77.  
  78. @ ECRH:  Electron Cyclotron Resonance Heating - same as ECH.
  79.  
  80. @ EF:  Equilibrium (vertical) Field Electromagnet Coil; see vertical field
  81.  
  82. $ ECU:  European Currency Unit
  83.  
  84. @ ELM:  Edge-Localized Mode; see entry
  85.  
  86. @ EM:  Electromagnetic
  87.  
  88. @ EM Wave:  Electromagnetic Wave; see entry
  89.  
  90. @ EPA:  Environmental Protection Agency (U.S.); see entry
  91.  
  92. @ ERDA:  Energy Research and Development Agency; see entry
  93.  
  94. @ ESECOM:  Reactor design study done in the mid 1980s to
  95. evaluate the Environmental, Safety, and ECOnoMic potential
  96. of different types of fusion and advanced fission reactors.
  97.  
  98. @ ESNET:  Energy Sciences NETwork; no entry yet
  99.  
  100. @ ETF:  Engineering Test Facility
  101.  
  102. @ EU:  European Union; see entry
  103.  
  104. @ eV:  Electron-volt; see entry
  105.  
  106. $ Exa:  metric prefix for 10^18 or 1,000,000,000,000,000,000
  107.  
  108. $ Exajoule:  unit of energy, 10^18 joules; often used as unit
  109. of measure for world annual energy use.  Comparable in size to
  110. a Quad (1 EJ = 0.948 Quads); see entry for Quad.
  111.  
  112. * E-Coil:  The plasma current driving (Ohmic Heating) coil
  113. in a Doublet device (see entry for doublet).  Ideally the
  114. E-coil makes no magnetic field in the confinement system. (?)
  115.  
  116. * E-Layer:  Cylinder of relativistic electrons gyrating in
  117. a magnetic field, which produce a self-field strong enough
  118. to dominate the externally applied field and produce a
  119. field-reversal (where the B field changes sign) in the
  120. system.  See Field-Reversed Configuration, Field-Reversed Pinch.
  121.  
  122. * Echoes:  Wave packets (pulses) which have been reflected
  123. or otherwise returned to the detector, which are sufficiently
  124. delayed and retain sufficient magnitude so that they are
  125. perceived as a signal distinct from the one transmitted
  126. directly.  (In other words, just like sound echoes, only
  127. for analogous phenomena with other waves.)
  128.  
  129. * Eddy Current:  Electric current induced inside a conductor
  130. when the conductor (a) moves through a nonuniform magnetic
  131. field, or (b) experiences a change in the magnetic flux
  132. through its surface.
  133.  
  134. * Eddy-Current Loss:  Energy loss due to eddy currents
  135. circulating in a resistive material.
  136.  
  137. * Edge Localized Mode: (ELM) Mode found often in H-mode plasmas.
  138. This is a temporary relaxation of the very high edge gradients
  139. found in H-modes. It may be a relaxation back to the L-mode.
  140. (Borrowed from a posting by Paul Stek)
  141.  
  142. * Edge Plasma:  Cooler, less dense plasma away from the center
  143. of a reactor; affected by limiter or divertor, includes
  144. scrape-off layer.  Distinguished from core plasma.  See entries
  145. for relevant terms used.
  146.  
  147. * Edge-Localized Mode:  (info from Paul Stek)  Found often in
  148. H-mode plasmas, this is a temporary relaxation of the very high
  149. edge gradients found in H-modes. It may be a relaxation back
  150. to the L-mode.
  151.  
  152. * Effective Collision Cross-section: (See collision cross section)
  153.  
  154. * Effective Collision Radius:  Effective size of a particle
  155. equal to the square root of (cross section/pi).  Determines the
  156. effective range of interaction of the particle.
  157.  
  158. * Effective Half-Life:  Time required for a radioactive substance
  159. contained in a biological system (such as a person or an animal)
  160. to reduce its radioactivity by half, as a combination result
  161. of radioactive decay and biological elimination from the system.
  162.  
  163. & Eigenfrequency:  One of the characteristic frequencies at
  164. which an oscillatory system can vibrate.
  165.  
  166. & Eigenfunction:  Function describing an eigenstate of a
  167. system.
  168.  
  169. & Eigenstate:  One of the characteristic states of an
  170. oscillatory system, such that the system does not leave the
  171. state unless disturbed.  (?)
  172.  
  173. & Eigenvector:  Same thing as an eigenfunction, only from the
  174. perspective that the eigenfunction is a "vector" in an
  175. appropriate mathematical vectorspace.
  176.  
  177. * Eikonal Equation:  An equation for propagation of electromagnetic
  178. or acoustic waves in an inhomogenous medium; valid only when the
  179. scale length for variation in the properties of the medium is
  180. small compared to a wavelength.  (Similar in character to WKB?)
  181.  
  182. & Elastic:  Term used to describe a process in which kinetic energy
  183. is conserved; usually refers to (elastic) collisions or (elastic)
  184. scattering.
  185.  
  186. & Electric Charge:  See charge, electrical.
  187.  
  188. & Electric Field:  A property of a patch of space which causes
  189. the acceleration of electric charges located at that patch of
  190. space.  The acceleration is given by a = qE/m, where q is the
  191. charge, E the electric field vector, and m the mass of the
  192. particle.
  193.  
  194. % Electric Power Research Institute: (EPRI)  Research organization
  195. funded by the electric power utilities to study, well, electric
  196. power.
  197.  
  198. * Electric Probe:  See Langmuir Probe.
  199.  
  200. & Electrical Conductivity:  Degree to which a substance conducts
  201. electric current.  Can be defined by:
  202.         (current density) = (conductivity) * (applied electric field)
  203. Electrons and ions both contribute to current in proportion to
  204. their mobility in the system.  In a plasma with a magnetic field,
  205. there is no longer a one-to-one correspondence between current
  206. and electric field.  Instead, the current in each direction can
  207. be due to combinations of the electric fields in all the other
  208. directions.  In this case, the current density and the
  209. electric field are vectors, and the conductivity becomes a
  210. tensor (matrix) which relates them.
  211.  
  212. * Electromagnetic Coupling:  A means of extracting energy from a
  213. magnetically confined plasma, where the plasma expands and pushes
  214. on the confining magnetic field, causing electrical energy to
  215. be generated in the external field-generating circuits.
  216.  
  217. & Electromagnetic Force:
  218.  
  219. * Electromagnetic Radiation:  Radiation (such as radio waves,
  220. microwaves, infrared, visible light, ultraviolet, x-rays, and
  221. gamma rays) which consists of associated, interacting electric
  222. and magnetic field waves which travel at the speed of light
  223. (because electromagnetic radiation *is* light, except for the
  224. variation in frequencies!).  All forms of electromagnetic
  225. radiation can be transmitted through vacuum.  Electromagnetic
  226. waves in plasmas are generally more complex in their behavior,
  227. depending on their frequency.
  228.  
  229. & Electromagnetic Wave:  Wave characterized by combined oscillations
  230. of both electric and magnetic fields.  The particle equivalent
  231. is the photon.  There is a whole spectrum of electromagnetic
  232. waves where the classes are distinguished by energy (or,
  233. equivalently, wavelength or frequency); the spectrum of
  234. electromagnetic waves includes radio waves, microwaves,
  235. infrared light, visible light, ultraviolet light, x-rays, and
  236. gamma rays.
  237.  
  238. & Electron:  Elementary particle with a negative electric
  239. charge.  Electrons orbit around the positively charged nucleus
  240. in an atom.  The charge on an electron is -1.6x10^-19 coulombs;
  241. the electron has a mass of 9.11 x 10^-31 kg (about 1/1837
  242. times that of a proton.)  The configuration of electrons around
  243. an atom determines its chemical properties.  The positron
  244. is the antiparticle to the electron, and is identical except
  245. for having a positive charge.
  246.  
  247. > Electron Beam Fusion Accelerator:  See PBFA (Particle Beam
  248. Fusion Accelerator)
  249.  
  250. * Electron Capture:  Nuclear decay process whereby a proton in
  251. the nucleus absorbs an orbiting electron and converts to a
  252. neutron.
  253.  
  254. * Electron Cyclotron Discharge Cleaning: (ECDC)  Using relatively
  255. low power microwaves (at the electron cyclotron frequency) to
  256. create a weakly ionized, essentially unconfined hydrogen plasma
  257. in the vacuum chamber.  The ions react with impurities on the
  258. walls of the tokamak and help remove them from the chamber.  For
  259. instance, Alcator C-mod typically applies ECDC for a few days
  260. prior to beginning a campaign, and a few hours before each day's run.
  261.  
  262. * Electron Cyclotron Emission: (ECE)  As electrons gyrate around in
  263. a magnetic field (see also larmor radius or cyclotron radius),
  264. they radiate radio-frequency electromagnetic waves.  This is
  265. known as electron cyclotron emission, and can be measured to
  266. help diagnose a plasma.
  267.  
  268. * Electron Cyclotron Heating: (ECH or ECRH)  Radiofrequency
  269. (RF) heating scheme that works by injecting electromagnetic (EM)
  270. wave energy at the electron cyclotron gyration frequency.
  271. The electric field of the EM wave at this frequency looks to
  272. a gyrating electron like a static electric field, and it
  273. causes acceleration of the electron.  The accelerated
  274. electron gains energy, which is then shared with other particles
  275. through collisions, resulting in heating.
  276.  
  277. * Electron Cyclotron Wave:  Radiofrequency waves at the
  278. electron cyclotron frequency.  See also Whistler.
  279.  
  280. * Electron Density:  Number of electrons in a unit volume.
  281. See density for more info.
  282.  
  283. * Electron Temperature:  The temperature corresponding to
  284. the mean kinetic energy of the free electrons in a
  285. plasma.
  286.  
  287. $ Electron-volt: 1 eV = 1.6 x 10^-12 erg, or 1.6 x 10^-19 Joules.
  288. This is a unit of kinetic energy equal to that of an electron
  289. having a velocity of 5.93 x 10^5 m/sec.  This is the energy
  290. an electron (or other particle of charge=1 such as a proton),
  291. gains as it is accelerated through a potential difference
  292. of 1 volt.  In plasma physics the eV is used as a unit of
  293. temperature; when the mean particle energy is 1eV, the
  294. temperature of the plasma is roughly 11,700 Kelvin.
  295.  
  296. * Electrostatic Analyzer:  A device which filters an
  297. electrn beam (band-pass), permitting only electrons within
  298. a narrow energy (velocity) range to pass.
  299.  
  300. > Electrostatic Confinement:  An approach to fusion based on
  301. confining charged particles by means of electric fields, rather
  302. than the magnetic fields used in magnetic confinement.  See
  303. discussion in Section 4 for more information.
  304.  
  305. * Electrostatic Waves:  Longitudinal oscillations appearing in a
  306. plasma due to a perturbation of electric neutrality.  For a cold
  307. unmagnetized plasma, or at large wavelengths, the frequency of
  308. these waves is by definition the plasma frequency.
  309.  
  310. & Element:  One of the fundamental chemical substances which
  311. cannot be divided into simpler substances by chemical means.
  312. Atoms with the same atomic number (# of protons) all belong
  313. to the same element.  (e.g., hydrogen, helium, oxygen, lead)
  314. (list and perhaps periodic table in
  315. appendix?  isotope table with half-lives and decay modes
  316. might also be useful.)
  317.  
  318. & Elementary Particles worth knowing about:
  319.         (at the nuclear-energy level)
  320.         electron & positron - seem to be stable
  321.         proton - thought to be stable, life > 10^30 sec
  322.         neutron - decays in ?10 min unless it's in a nucleus, which often
  323.                 extends its life.
  324.         other particles important for nuclear energy:
  325.                 muon, neutrino (m,e,tau),
  326.         photon
  327.         muonic atoms
  328.         pi-meson
  329.  antiparticles
  330.                 this part is new - maybe separate entries with listing
  331.                 here??
  332.  
  333. > Elmo Bumpy Torus:  Bumpy Torus at ORNL; no longer operating.
  334. See Bumpy Torus, ORNL.
  335.  
  336. * Elongation: parameter indicating the degree to which the cross
  337. section of a toroidal plasma is non-circular. kappa=b/a, where "b"
  338. and "a" are the vertical and horizontal minor radii. As kappa is
  339. increased, the confinement in relation to the total current improves,
  340. but the plasma also becomes more and more unstable to vertical
  341. displacements. A circular plasma has kappa of 1, a common value for
  342. elongated plasmas is 1.7, and the absolute limit is probably
  343. around 2.
  344.  
  345. & Energy:  Typically defined as "the ability to do work".  Power
  346. is the rate at which work is done, or the rate at which energy
  347. is changed.  "Work" characterizes the degree to which the properties
  348. of a substance are transformed.  Energy exists in many forms,
  349. which can be converted from one to another in various ways.
  350. Examples include:  gravitational energy, electrical energy,
  351. magnetic and electric field energy, atomic binding energy (a form
  352. of electrical energy really), nuclear binding energy, chemical
  353. energy (another form of electrical energy), kinetic energy (energy
  354. due to motion), thermal energy ("heat"; a form of kinetic energy
  355. where the motion is due to thermal vibrations/motions), and so on.
  356.  
  357. * Energy Balance:  Comparison of energy put into a plasma with the
  358. energy dissipated by the system; related to energy confinement.
  359.  
  360. * Energy Confinement Time:  See energy loss time.
  361.  
  362. * Energy Loss Time:  Characteristic time in which 1/e (or sometimes
  363. 1/2) of a system's energy is lost to its surroundings.  In a plasma
  364. device, the energy loss time (or the energy confinement time) is
  365. one of three critical parameters determining whether enough
  366. fusion will occur.  (See Lawson criterion)
  367.  
  368. * Energy Replacement Time:  Time required for a plasma to lose
  369. (via radiation or other loss mechanisms) an amount of energy
  370. equal to its average kinetic energy.
  371.  
  372. % Energy Research and Development Agency (ERDA):  US Agency created
  373. by splitting of the AEC into ERDA and NRC in about 1975, charged
  374. with managing US energy R&D (???).  Merged with ??? to become the
  375. Department of Energy in about 1977. (???? correct? help??)
  376.  
  377. * Entropy Trapping:  The process of trapping an ordered beam of
  378. particles in a magnetic field configuration (e.g., cusp geometry)
  379. by randomizing the ordered motion of the particles, with
  380. corresponding increase in the entropy of the system.
  381.  
  382. % Environmental Protection Agency:  Agency within the executive
  383. branch of the U.S. government (under the Department of the Interior?
  384. Independent?) charged with, well, protection of the environment.
  385. Activities include research, regulatory, and cleanup functions.
  386. (Any government people reading this who could help me out?)
  387.  
  388. * Equations of Motion:  Set of equations describing the time
  389. evolution of the variables which describe the state of a
  390. physical system.
  391.  
  392. * Equilibrium:  [ acknowledgements to John Cobb ]  An equilibrium is
  393. a state of a system where the critical parameters do not change
  394. significantly, within a given time frame. In the case when this time
  395. frame is infinite, It is called a Thermodynamic equilibrium. There
  396. are many cases where a plasma equilibrium is constant on some fast
  397. time scale, but changes over some slower time scale. For example, an
  398. IDEAL MHD equilibrium is constant over fluid time scales
  399. (microseconds to milliseconds), but it will evolve on the slower
  400. resistive or viscous time scales (milliseconds to seconds). All
  401. terrestial plasmas are NOT in thermodynamic equilibrium, but they may
  402. be constant over very long time periods.
  403.  
  404. An equilibrium is unstable when a small change in a critical
  405. parameter leads the state of the system to diverge from the
  406. equilibrium.  An equilibrium is stable when a small change in a
  407. critical parameter leads to a "restoring force" which tends to
  408. return the system to equilibrium.
  409.  
  410.  
  411. * Equilibrium Field:  See Vertical Field
  412.  
  413. $ Erg / ergs:  CGS unit for energy.  1E7 ergs = 1 joule.
  414.  
  415. * Ergodic:  A mathematical term meaning "space-filling".  If a
  416. magnetic field is ergodic, any field line will eventually pass
  417. arbitrarily close to any point in space.  Closely related to
  418. "chaotic".
  419.  
  420. * Ergodic Regime:  In this regime, a given magnetic field
  421. line will cover every single point on a magnetic surface
  422. (see magnetic surface or flux surface) if the rotational
  423. transform (or q) is not rational.
  424.  
  425. * ESECOM:  Reactor design study done in the mid 1980s to
  426. evaluate the Environmental, Safety, and ECOnoMic potential
  427. of different types of fusion and advanced fission reactors.
  428.  
  429. * Eulerian Coordinates:  Coordinates which are fixed in
  430. an inertial reference frame.
  431.  
  432. % European Community: see European Union
  433.  
  434. % European Union: (from Herman) Organization of European
  435. countries (formerly European Community, EC, formerly European
  436. Economic Community, EEC) established in 1967 to coordinate policies
  437. on the economy, energy, agriculture, and other matters.  The original
  438. member countries were France, Belgium, West Germany, Italy,
  439. Luxembourg, and the Netherlands.  Joining later were Denmark,
  440. Ireland, the United Kingdom, Greece, Spain, and Portugal.  Other
  441. countries are in the process of joining now.
  442.  
  443. % Euratom:  European Atomic Energy Community.  International
  444. organization established in 1958 by members of the European
  445. Economic Community for the purpose of providing joint
  446. funding and management of the scientific research of the
  447. member countries - initially Belgium, France, Italy,
  448. Holland, and West Germany.
  449.  
  450. * Excitation Radiation:  Line radiation (at characteristic
  451. frequencies / wavelengths) as a result of the excitation
  452. of excited states, and the subsequent de-excitation of
  453. these states by radiative transitions.
  454.  
  455.  
  456.  
  457.