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Internet Message Format  |  1999-11-12  |  16.3 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 12/26 (L)
  5. Supersedes: <fusion-faq/glossary/l_934543711@rtfm.mit.edu>
  6. Followup-To: sci.physics.fusion
  7. Date: 11 Nov 1999 12:25:42 GMT
  8. Organization: Princeton University
  9. Lines: 346
  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/l_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 Glossary 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 Glossary does NOT 
  23.          discuss unconventional forms of fusion (like Cold Fusion).
  24. X-Last-Updated: 1995/02/20
  25. Originator: faqserv@penguin-lust.MIT.EDU
  26. Xref: senator-bedfellow.mit.edu sci.physics.fusion:44260 sci.answers:10857 news.answers:170843
  27.  
  28. Archive-name: fusion-faq/glossary/l
  29. Last-modified: 20-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 12:  Terms beginning with "L"
  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. LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL
  58.  
  59. # L: variable typically used to indicate self-inductance;
  60. see inductance.
  61.  
  62. # Li: chemical symbol for the element lithium; see entry.
  63.  
  64. @ L-mode: see low mode.
  65.  
  66. @ LAMPF: Los Alamos Meson Physics Facility; see entry
  67.  
  68. @ LANL: Los Alamos National Laboratory; see entry
  69.  
  70. @ Laser: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
  71.      see entry.
  72.  
  73. @ LBL: Lawrence Berkeley Laboratory; see entry
  74.  
  75. @ LCFS: Last Closed Flux Surface; see entry
  76.  
  77. @ LLE: Laboratory for Laser Energetics; see entry
  78.  
  79. @ LLNL: Lawrence Livermore National Laboratory; see entry
  80.  
  81. @ LMFBR: Liquid-Metal Fast-Breeder Reactor; see entry
  82.  
  83. @ LMR: Liquid-Metal Reactor; see entry
  84.  
  85. @ LN2: Liquid (diatomic) Nitrogen (N2)
  86.  
  87. @ LOCA: Loss-of-Coolant Accident; see entry
  88.  
  89. @ LWR: Light-Water Reactor; see entry
  90.  
  91. % Laboratory for Laser Energetics:  Second-largest (?) inertial
  92. confinement research facility in the United States; located at
  93. the University of Rochester in New York state.  Home of Omega;
  94. future home of Improved-Omega.
  95.  
  96. & Lagrangian:  The difference between the kinetic energy and the
  97. potential energy of a system of particles, expressed as a
  98. function of generalized coordinates and velocities.  Equations
  99. of motion can be derived from the Lagrangian.  (see an intermediate
  100. or advanced mechanics text for more information.)
  101.  
  102. * Lagrangian coordinates:  coordinates which follow fluid motion.
  103. (As distinct from Eulerian coordinates; see entry).
  104.  
  105. * Landau Damping:  Damping of a wave propagating in a hot plasma,
  106. due to the interaction of the wave with particles whose velocity
  107. is close to the phase velocity of the wave.  Depends on the shape
  108. of the velocity-space distribution function at the phase velocity
  109. of the wave.  More info from John Cobb, with modifications:  
  110.  
  111. The phenomenon is very similar to surfing on water waves at the 
  112. beach.  If a particle's speed is just slightly lower than the wave, 
  113. then the particle can "catch the wave" and surf along at the wave 
  114. speed.  In so doing, the particle will gain some energy, which will 
  115. be at the expense of the wave.  This is called Landau Damping, since 
  116. the loss of energy tends to damp the wave.  At the same time, if a 
  117. particle moves just slightly faster than the wave, then it will also 
  118. be caught on the wave.  However, in this case, it will slow down, 
  119. giving the wave some extra energy.  In this case particles transfer 
  120. energy to the wave; this is called inverse Landau damping.  Which 
  121. effect dominates depends on whether there are more particles moving 
  122. faster than the wave or more particles moving slower.  Thus it 
  123. depends on the derivative of the distribution function with respect 
  124. to velocity, evaluated at the wave's phase velocity.  Landau dmaping 
  125. can lead to the decay of waves.  Inverse Landau damping can be a 
  126. mechanism for some kinetic instabilities.
  127.  
  128. ! Langmuir, Irving (1881-1957): American chemist, won Nobel Prize in 
  129. chemistry in 1932, developed the theory of Langmuir probes (see 
  130. entry).  Numerous inventions for General Electric (lighting).
  131.  
  132. * Langmuir frequency:  See plasma frequency.
  133.  
  134. * Langmuir oscillation:  See electrostatic waves.
  135.  
  136. * Langmuir probe: a small conductive electrode used to measure the
  137. density, temperature, and electric potential (voltage) of a plasma.
  138. Plasma parameters are deduced from the probe's "Characteristic"
  139. current-drawn vs. voltage-applied curve.
  140.  
  141. & Larmor radius: the radius of the path of a charged particle 
  142. moving in a magnetic field (and transverse to the field lines).
  143. Also known as gyroradius and cyclotron radius.
  144.  
  145. & Laser:  An optical device that amplifies and concentrates light
  146. waves, emitting them in a narrow, intense beam.  Laser light 
  147. radiation is notable for its brightness and to some extent 
  148. for its monochromaticity and spatial and temporal coherence.
  149.  
  150. > Laser Fusion:  Form of inertial confinement fusion where
  151. laser beams are used to compress and heat the fuel pellet.
  152.  
  153. * Laser interferometer:  an interferometer which uses a laser
  154. as a light source (see entries).  Because of the monochromatic
  155. nature and high brightness of laser light, laser interferometers
  156. can operate with much longer beam paths and path differences
  157. than conventional interferometers.
  158.  
  159. * Laser scattering device: See Thomson scattering device.
  160.  
  161. * Last Closed Flux Surface (LCFS):  [from Art Carlson]  The boundary 
  162. between the interior region of a tokamak (or other device), where the 
  163. field lines close back on themselves, and the scrape-off layer (see 
  164. entry), where the run into a material wall. (See also separatrix.)
  165.  
  166. % Lawrence Berkeley Laboratory:  Located in Berkeley, CA; Another
  167. large U.S. science laboratory; minor (?) U.S. fusion research center.  
  168.  
  169. % Lawrence Livermore National Laboratory:  Located in Livermore, CA,
  170. about an hour east of SF in the Bay Area.  Home of the Nova laser 
  171. inertial confinement fusion program; Nova is the largest
  172. laser in the world.  Home of the former mirror projects MFTF 
  173. (Mirror Fusion Test Facility, shut down on the day it became
  174. operational, or thereabouts, due to budget cutting), 
  175. TMX-U (Tandem Mirror eXperiment Upgrade), and the recently 
  176. shut down Microwave Tokamak eXperiment (MTX).  Some notable 
  177. older fusion experiments at Livermore included Table Top, Toy Top,
  178. Baseball (and Baseball-II) and TMX (predecessor to TMX-U).
  179. Livermore is also the site of the Rotating Target Neutron Sources 
  180. (I and II) for testing materials samples in high-intensity 14 MeV
  181. neutron fluxes and the High Field Test Stand for testing neutral
  182. beams.  Workplace of Albert Chou and several other 
  183. sci.physics.fusion participants. :)  
  184.  
  185. * Lawson Criterion:  Scientific breakeven criterion based on the 
  186. product of energy confinement time and particle density.  Together
  187. with plasma temperature, the Lawson value of a plasma indicates
  188. how close it is to self-sustained (ignited) fusion; see also 
  189. ignition.  
  190.  
  191. & Lenz's Law:  Electromagnetism law which states that whenever
  192. there is an induced electromotive force (emf) in a conductor,
  193. it is always in such a direction that the current it would induce
  194. would act in opposition to the change which caused the 
  195. induced emf.
  196.  
  197. > Levitron:  Single-ring multipole device with an additional
  198. current-carrying rod perpendicular to the ring axis.
  199.  
  200. * Light-ion fusion:  Light-Ion-Beam-Driven Inertial Confinement 
  201. fusion, using beams of light ions driven at implosion targets.  
  202. Pulsed-power driven accelerators are relatively efficient and 
  203. cost-effective, but beam-focusing is a technical hurdle for 
  204. this approach.
  205.  
  206. > Light-Water Reactor:  Class of fission reactors using ordinary
  207. "light" water as a coolant, rather than liquid metal or heavy
  208. water (water with deuterium instead of hydrogen).
  209.  
  210. * Limiters:  Structures placed in contact with the edge of 
  211. a confined plasma which are used to define the shape of 
  212. the outermost magnetic surface.  See also: divertor.
  213.  
  214. * Line-tying:  Connection of field lines from the end of 
  215. an open-ended device (such as a mirror system) to a conducting
  216. plate.  The rigidity of field lines trapped in the plate can
  217. be transferred to the high-field region of the mirror by using
  218. a cold, moderately-dense plasma in between.  Line-tying helps
  219. to stabilize against interchange instabilities (see entry).
  220.  
  221. * Liquid Metal:  Metal which has been heated past its melting point
  222. and can be used as a working fluid for pumping heat out from a 
  223. powerplant.  Liquid metal used as coolant in a system where 
  224. significant magnetic fields exist, it  behaves differently due 
  225. to MHD effects; these cause pressure which resists fluid 
  226. circulation, suppression of turbulence, and altered flow 
  227. patterns compared to non-magnetic liquid metal systems.
  228.  
  229. > Liquid-Metal Reactor:  (Fission) reactor which uses liquid metal
  230. as the reactor coolant.
  231.  
  232. > Liquid-Metal Fast-Breeder Reactor:  (LMFBR) Fission breeder 
  233. reactor concept (see entry for breeder reactor) using 
  234. liquid-metal coolant and breeding additional fuel off fast 
  235. neutrons.
  236.  
  237. & Lithium: (Li)  Third element in the periodic table, so all isotopes
  238. contain 3 protons.  Pure lithium at room temperature is a soft
  239. silver-white material, the lightest of all metals.  It is 
  240. chemically very reactive, making it hazardous.  Lithium liquefies at
  241. 355 degrees Fahrenheit, making it viable as a liquid-metal
  242. coolant.  Lithium nuclei have two stable isotopes: 
  243. Li-6 (7.5% abundance) and Li-7 (92.5%).  Lithium is a candidate 
  244. for breeding tritium (for D-T fusion) from neutrons, via the 
  245. reactions: 
  246.  
  247.       n + 6Li -> 4He + T + 4.8 MeV 
  248.       n + 7Li -> 4He + T + n - 2.5 MeV.
  249.  
  250. * Longitudinal Waves:  (by John Cobb, with editing) Waves where the 
  251. variation of the field is partially or totally in the direction of 
  252. propagation (parallel to wavennumber, k [a vector]).  Examples 
  253. include sound waves and Langmuir waves.  Contrasted with transverse 
  254. waves, where the variation is perpendicular to the direction of 
  255. propagation, such as light waves.
  256.  
  257. * Lorentz dissociation:  dissociation of molecular ions by Lorentz
  258. ionization (see entry).
  259.  
  260. & Lorentz Force:  Total electromagnetic force on a charged particle
  261. moving in electric & magnetic fields.  F = q(E + (v/c)xB).  See
  262. also force, cross product, charge, velocity, and relevant 
  263. variable symbols.
  264.  
  265. * Lorentz Gas:  Plasma model in which the electrons are assumed
  266. not to interact with each other, but only with ions (Z -> infinity)
  267. and where the ions are assumed to remain at rest/fixed (M-i -> 
  268. infinity).  Also known as "electron gas."
  269.  
  270. * Lorentz ionization:  Ionization of neutral atoms (taken generally
  271. at a highly-excited state) obtained by launching them at high
  272. velocity across a strong magnetic field.  The neutral atoms feel
  273. an electric field proportional to their perpendicular velocity
  274. times the magnetic field strength, and if this electric field
  275. is strong enough ionization can occur.
  276.  
  277. * Lorentz Model - see Lorentz Gas
  278.  
  279. % Los Alamos Meson Physics Facility (LAMPF):  Physics research
  280. facility at Los Alamos National Lab; major site for U.S. 
  281. muon-catalyzed fusion research in the 1980s.  May be shut down soon.
  282.  
  283. % Los Alamos National Laboratory (LANL):  Major DOE research 
  284. facility, located in Los Alamos, New Mexico, about an hour west of 
  285. Santa Fe.  Former home of a frozen-deuterium-fiber Z-pinch device,
  286. which was dismantled.  Home to an active theory division, including
  287. the Numerical Tokamak Grand Challenge (being performed on the CM-5
  288. massively-parallel supercomputer).
  289.  
  290. Also home to former alternative-concepts experimental devices like 
  291. Scyllac, FRX-A, FRX-B, FRX-C/LSM, ZT40, and the aborted CPRF which 
  292. was killed in 1991 when it was almost complete (budget cuts).
  293.  
  294. Currently there are some small in-house experiments, including one on 
  295. electrostatic confinement as a possible fusion device, and/or a 
  296. compact neutron source. They also do theory and experimental 
  297. collaboration with other labs worldwide.
  298.  
  299. (Information provided by John Cobb and Ed Chao)
  300.  
  301.  
  302. * Loss Cone:  (from John Cobb, with modifications and additions) 
  303. In a magnetic mirror machine, particles with a large velocity 
  304. parallel to the magneitc field and a small velocity perpendicular 
  305. to the field will be able to escape past the magnetic mirror 
  306. (see magnetic mirror). In that case the velocity distribution 
  307. function (see distribution function) will be almost zero in the 
  308. region of velocity space that allows particles to escape. The 
  309. shape of that region (in a velocity space diagram with parallel 
  310. velocity and perpendicular velocity as the axes) is a cone. When a 
  311. particle undergoes a collision, its velocity gets somewhat 
  312. randomized. Particles that are scattered into that cone are lost very 
  313. quickly (in one mirror bounce time). Thus it is called a loss cone. 
  314. Because of the loss cone, the theoretical maximum particle 
  315. confinement time of a magnetic mirror machine can be only a few times 
  316. the particle collision time; this is generally seen as a showstopper 
  317. for mirror-based fusion research.
  318.  
  319. * Loss of Coolant Accident (LOCA):  Powerplant accident where 
  320. the supply of coolant to the hot power-producing core is 
  321. interrupted, or where the coolant drains out for some reason.
  322. Can lead to meldown of a fission reactor core in extreme cases, 
  323. or to small nuclear explosions (e.g., Chernobyl).  Fusion 
  324. reactors are expected to be less vulnerable to LOCAs, but these 
  325. must still be designed for.
  326.  
  327. * Low-activation materials:  In fission reactors, one is forced
  328. to deal with the radioactive byproducts of the fission process,
  329. but in fusion reactors one generally has a choice of what materials
  330. to expose to neutrons produced by the fusion process.  A major 
  331. problem for fusion reactors is developing materials (such as for
  332. the reactor vacuum vessel structure) which can be exposed to 
  333. high levels of neutron bombardment without becoming permanently
  334. radioactive.  Candidate structural materials which have 
  335. relatively low induced radiactivation (generally relative to 
  336. stainless steel) are known as low-activation materials; these 
  337. include titanium, vanadium, and silicon-carbide.
  338.  
  339. * Low Aspect Ratio:  (entry from John Cobb, slightly edited)
  340. An aspect ratio for a torus that is small (minor radius is almost as
  341. big as major radius).  There are many fusion devices which are 
  342. designed to have a low aspect ratio.  Such devices look more like 
  343. tractor tires than bicycle tires, as toruses go.  There are reasons
  344. to believe that low aspect ratio devices will offer some advantages 
  345. for a fusion reactor.  Usually, ease of theoretical and/or numerical 
  346. analysis is not one of these advantages :>.
  347.  
  348. * Low-beta plasma:  a plasma in which the beta value (see entry)
  349. is typically 0 to 0.01.
  350.  
  351. * Low mode or L-Mode:  (from Herman) The "normal" behavior of 
  352. a tokamak plasma, characterized by poor confinement and a particular
  353. scaling of decreasing confinement with increasing temperature.
  354.  
  355. * Lower hybrid frequency:  
  356.  
  357. * Lower Hybrid Heating:  form of RF heating using Lower Hybrid Waves.
  358.  
  359. * Lower Hybrid Waves:  "Electrostatic ion oscillations at a frequency
  360. intermediate to the electron extraordinary wave (high frequency) and 
  361. the magnetosonic wave (low frequency).  Not waves, strictly speaking,
  362. because they do not propagate (I think)." 
  363.         - Albert Chou, albert@seas.ucla.edu
  364.  
  365. * Luminescence:  Light emission that cannot be attributed merely
  366. to the temperature of the emitting body, but results from such
  367. causes as chemical reactions at ordinary temperatures, electron
  368. bombardment, electromagnetic radiation, and electric fields.
  369.  
  370.  
  371.  
  372.  
  373.  
  374.