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/ ftp.pasteur.org/FAQ/ / ftp-pasteur-org-FAQ.zip / FAQ / fusion-faq / glossary / p < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1999-11-12  |  17.3 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 16/26 (P)
  5. Supersedes: <fusion-faq/glossary/p_934543711@rtfm.mit.edu>
  6. Followup-To: sci.physics.fusion
  7. Date: 11 Nov 1999 12:26:02 GMT
  8. Organization: Princeton University
  9. Lines: 392
  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/p_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: 1995/02/26
  25. Originator: faqserv@penguin-lust.MIT.EDU
  26. Xref: senator-bedfellow.mit.edu sci.physics.fusion:44264 sci.answers:10861 news.answers:170847
  27.  
  28. Archive-name: fusion-faq/glossary/p
  29. Last-modified: 25-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 16:  Terms beginning with "P"
  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. PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP
  58.  
  59. # p, P:  Variables used for plasma (kinetic) pressure.
  60. # p:  also used as symbol for the proton
  61. $ p:  also the metric prefix for pico (10^-12 * base unit) 
  62.  
  63. @ PBFA-II:  Particle Beam Fusion Accelerator-II; see entry
  64.  
  65. @ PBX-M:  Princeton Beta eXperiment-Modified; see entry
  66.  
  67. @ PCS:  Plasma Control System (Alcator C-Mod)
  68.  
  69. @ PCX:  Neutral Particle Analyzer
  70.  
  71. @ PDX:  Poloidal Divertor eXperiment; see entry
  72.  
  73. @ PEOS:  Plasma Erosion Opening Switch; see entry for 
  74.      Plasma Opening Switch (POS)
  75.  
  76. @ PEP:  Pellet Enhanced Performance; see entry on pellet injection
  77.  
  78. @ PEST:  Plasma Equilibrium and STability code; see entry
  79.  
  80. @ PF:  Poloidal Field; Poloidal Field Magnet Coil
  81.  
  82. @ PLT:  Princeton Large Torus; see entry
  83.  
  84. @ PNL:  Pacific National (Northwest?) Laboratory; no entry yet.
  85.  
  86. @ POS:  Plasma Opening Switch; see entry
  87.  
  88. @ PPPL:  Princeton Plasma Physics Lab; see entry
  89.  
  90. @ PV:  Photo-Voltaic; see entry
  91.  
  92. @ PWR:  Pressurized Water Reactor (fission); see entry
  93.  
  94. * Parametric Instability:  Instability which occurs in a
  95. system whose equilibrium is weakly modulated in time or
  96. space.  The modulation produces a coupling of the linear
  97. eigenmodes of the system and can lead to destabilization.
  98.  
  99. & Particle:
  100.  
  101. > Particle Beam Fusion Accelerator II:  Light ion accelerator
  102. inertial confinement fusion research system at Sandia National 
  103. Laboratories.
  104.  
  105. & Particle Density:  number of particles present per unit volume
  106. (typically a cubic centimeter).  See also density; typically
  107. represented by the variable "n".
  108.  
  109. * Pellet Injection / Pellet Injector: This is a device
  110. which accelerates (shoots) small (less than 4 mm diameter) 
  111. frozen pellets of hydrogen (or other) isotopes; these are then
  112. launched at high speed (ca. 1000 m/sec) into the inner 
  113. regions of hot plasmas.  Use of lithium and boron pellets
  114. allows coating of the vacuum vessel walls, and is useful for
  115. impurity control.  Pellet injection can also be used to fuel
  116. the plasma, and the light emitted by the pellet's ablation
  117. cloud is useful for diagnostic purposes.
  118.  
  119. * Pfirsch-Schluter Regime, P-S Transport:  One of the 
  120. neoclassical transport parameter regimes in a tokamak plasma; 
  121. characterized by the collisional mean free path being shorter 
  122. than the connection length.  (This is the high-collisionality 
  123. end of the spectrum; plateau transport is in the middle, and
  124. the banana regime is on the low-collisionality end.)  
  125. In this regime the diffusion coefficient is q^2 times greater 
  126. than the classical value (q being the safety factor, q > 1).
  127. See also classical transport, neoclassical transport, 
  128. plateau transport, banana transport, safety factor.
  129.  
  130. & Phase Velocity:  Defined as w/k, this describes the rate
  131. of propagation of a wave through space.
  132.  
  133. & Photoionization:  The ionization of an atom or molecule
  134. by the collision of a high-energy photon (i.e., electromagnetic
  135. radiation) with the particle.
  136.  
  137. & Photo-voltaic:  Adjective used to describe devices which
  138. convert light, particularly solar energy, into electricity.
  139.  
  140. $ pico-:  Metric prefix indicating 10^-12 times the base unit.
  141.  
  142. * Pinch effect:  General term for a class of phenomena 
  143. whereby the plasma is compressed or restricted ("pinched").
  144. There are a variety of types of pinches.  The Z-pinch
  145. is a constriction of a plasma carrying a large current, 
  146. caused by the interaction of that current with its own 
  147. encircling magnetic field.  The Theta pinch is a constriction
  148. of a plasma by an increase in the axial magnetic field 
  149. generated by an external solenoidal current.  The Ware pinch
  150. arises in tokamaks due to neoclassical effects.  And there
  151. are others.
  152.  
  153. > Pinch Device or Pinch Machine:  Device which confines 
  154. plasma using a pinch effect.  (Typically the Z or Theta pinch.)
  155.  
  156. * Pinch Reflex Diode:  A self-insulated ion diode in which
  157. the magnetic field from the ion and electron flow alone
  158. provide electron control, and the ion source is an anode
  159. plasma formed by relexing the electrons through a thin
  160. plastic foil.
  161.  
  162. * Pitch Angle:  For a charged particle moving in a magnetic field,
  163. this is the angle arctan (v-perp/v-parallel), where v-parallel
  164. is the component of the particle's velocity parallel to the
  165. magnetic field, and v-perp is the perpendicular component.
  166. The pitch angle is zero when the particle moves purely parallel
  167. to the field, and 90-degrees when the particle has no parallel
  168. velocity at all.
  169.  
  170. * Pitch Angle Scattering:  Scattering (collisional, or due
  171. to wave-particle effects) of particles in velocity space,
  172. in which the pitch angle (see entry above) is changed.
  173.  
  174. * Plant Factor:  Another term for Capacity Factor; see entry.
  175.  
  176. * Plasma:  A "Fourth State of Matter" in which many of the 
  177. atoms or molecules are ionized.  Plasmas have unique physics
  178. compared to solids, liquids, and gases.  (Most plasmas can be
  179. thought of at first as extremely hot gases, but their properties
  180. are generally quite different.)  Some (but not all!) Examples:  
  181. the sun, fluorescent light bulbs and other gas-discharge tubes, 
  182. very hot flames, much of interplanetary, interstellar, and 
  183. intergalactice space, the earth's ionosphere, parts of the 
  184. atmosphere around lightning discharges, and of course fusion plasmas.
  185.  
  186. * Plasma Beta:  see Beta
  187.  
  188. * Plasma, Cold:  See Cold Plasma Model
  189.  
  190. * Plasma Containment:  (quoting from the PPPL Glossary of Fusion 
  191. Terms)  "In plasma physics experiments or nuclear fusion experiments, 
  192. operation is intended to prevent, in an effective and sufficiently 
  193. prolonged manner, the particles of a plasma from striking the walls 
  194. of the container in which this plasma is produced.  Plasma 
  195. confinement is a fundamental requirement for obtaining net energy 
  196. from a fusion plasma.  The reason is that scattering (hence 
  197. diffusion) is at least an order of magnitude more probable than 
  198. fusion reactions.  Hence, without confinement, the plasma fuel would 
  199. disperse before enough fusion reactions could take place."
  200.  
  201. * Plasma Equilibrium and STability Code:  (PEST) This is a 
  202. widely-used, well-developed computer simulation ("code") used 
  203. to calculate MHD equilibrium and stability in various fusion 
  204. devices.
  205.  
  206. > Plasma Focus:  The Plasma Focus is another device which depends 
  207. on the pinch effect.  Possible applications include both fusion
  208. and plasma propulsion, as well as other plasma research.  In essence
  209. the plasma focus is generated by discharge of a current across
  210. the ends of two coaxial insulated conducting pipes. 
  211. The Plasma Focus caused a huge stir when they generated copious 
  212. neutrons, until it was discovered that the source of the neutrons 
  213. was knockoffs from deuterium due to pinch accelerated electrons or 
  214. ions.  Plasma focus is sort of a point version of the "Z"pinch. 
  215. For more information on the plasma focus, see the entry in the
  216. section on confinement approaches (4B).
  217.  
  218. * Plasma Frequency:  The natural collective oscillation frequency 
  219. of a charge species (electrons, ions, etc.) in a plasma, in the 
  220. absence of (or at least parallel to) a magnetic field.  Also 
  221. known as Langmuir or Langmuir-Tonks frequency; see also 
  222. electrostatic waves, plasma oscillations.
  223.  
  224. * Plasma Oscillations:  Class of electrostatic oscillations
  225. which occur at/near the plasma frequency (see entry) and involve
  226. oscillations in the plasma charge density.  Also known as
  227. Langmuir Oscillations; In Stix's _Waves in Plasmas_ these
  228. are called Langmuir-Tonks Plasma Oscillations.
  229.  
  230. * Plasma-Plasma Reaction:  Fusion reaction which occurs from the
  231. collision of two thermal plasma ions.  (See also beam-wall, 
  232. beam-beam, and beam-plasma reaction entries.)
  233.  
  234. * Plasma Wave:  A disturbance of a plasma away from equilibrium,
  235. involving oscillations of the plasma's constituent particles
  236. and of an electromagnetic field.  Plasma waves can propagate
  237. from one point in the plasma to another without net motion
  238. of the plasma.
  239.  
  240. > Plasmak:  Controversial advanced spheromak-type concept using 
  241. a fluid rather than solid conducting shell and a plasma with purely
  242. internal magnetic fields, whose pressure is supported by a 
  243. surrounding gas; for more information see entry in section 4.
  244.  
  245. * Plasmoid:  An isolated plasma which holds together for a
  246. duration much longer than the collison times for the consituent
  247. particles.
  248.  
  249. * Plateau Region, Plateau Transport:  The collision frequency
  250. (and transport) regime characterized by an effective coulomb
  251. scattering rate equal to or greater than the poloidal transit
  252. ("bounce") frequency, but where collisional mean free path 
  253. is less than the connection length (2qR*PI).  In this regime,
  254. the transport coefficients are independent of the collision
  255. frequency.  (Thus a plot of transport coefficients vs. 
  256. frequency becomes horizontal line in this regime, forming 
  257. a "plateau" in the graph; hence the name.)
  258.  
  259. & Plutonium:  Radioactive metallic element (Pu). The primary 
  260. isotope, plutonium-239, is a product of neutron absorption 
  261. by U-238, esp. in fission reactors.  Pu is used in nuclear 
  262. weapons and as a fission reactor fuel.
  263.  
  264. * Poisoning:  Buildup of ash and impurities in a fusion plasma
  265. tends to reduce the quality of the plasma and reduce the fusion
  266. output; this sort of process is sometimes called "poisioning"
  267. the reactor or the plasma.  See also ash, impurities.
  268.  
  269. & Polarization:
  270.  
  271. * Polarization of Reacting Particles:  See Spin-Polarized Fusion.
  272.  
  273. * Poloidal:  In toroidal geometries, the direction along the
  274. circumference of a slice through one side of the torus. 
  275. "The short way around a torus".
  276.         - Albert Chou, albert@seas.ucla.edu
  277.  
  278. * Poloidal Divertor:  A divertor (see entry) which takes a 
  279. bundle of poloidal field lines, forming a separatrix in the
  280. poloidal magnetic field which creates separate plasma regions
  281. (which can then have different physical parameters, since 
  282. transport is reduced across the separatrix where q => infinity).
  283.  
  284. > Poloidal Divertor Experiment: (PDX)  A medium-size, high-current
  285. divertor tokamak which was operated at Princeton, whose primary
  286. research objective was to determine the effectiveness of 
  287. poloidal magnetic divertors in controlling impurities in reactorlike
  288. fusion plasmas.  PDX was modified and became PBX, which was 
  289. modified again and is now PBX-M (see entry for Princeton Beta
  290. Experiment).
  291.  
  292. * Poloidal Field:  In toroidal devices, the magnetic field that
  293. encircles the plasma axis.  (i.e., loops around the torus 
  294. "the short way".)
  295.  
  296. * Poloidal Field Coils:  In toroidal devices (eg, tokamaks), the
  297. sets of windings which are (typically) aligned along the plasma
  298. axis and produce poloidal fields.  These include ohmic heating,
  299. shaping, vertical, equilibrium, and divertor windings.
  300.  
  301. * Poloidal Field Windings:  See Poloidal Field Coils above.
  302.  
  303. * Positive Column:  The luminous glow, often striated, which
  304. occurs between the Faraday dark space and the anode in a
  305. glow discharge plasma tube.
  306.  
  307. & Positron:  Antiparticle to the electron; this particle has the
  308. mass of the electron but the opposite charge.
  309.  
  310. * Positron Emission:  Form of nuclear decay where a proton 
  311. disintegrates into a neutron, positron, and some sort of
  312. neutrino. (?)
  313.  
  314. & Power:  Defined as amount of work per unit time, or change in 
  315. energy per unit time.
  316.  
  317. * Power Density:  In fusion, the rate at which energy is 
  318. generated per unit volume in the reactor core.  (See also entries
  319. for power, density.)
  320.  
  321. & Pressure:  Defined as force per unit area.
  322.  
  323. * Pressure Tensor:  A generalized pressure (can be anisotropic)
  324. which plays a role in MHD (see entry) analogous to that of 
  325. pressure in ordinary fluid mechanics.
  326.  
  327. > Pressurized-Water Reactor (fission):  Type of nuclear reactor
  328. where the coolant is water kept under pressure to prevent it
  329. from turning to steam inside the plant. (I think!)
  330.  
  331. * Price-Anderson Act:  U.S. Federal law passed in the 1950s (?)
  332. which limits utility liability for nuclear fission plant
  333. accident damages.  U.S. Government effectively insures the
  334. utilities against external costs associated with nuclear 
  335. accidents.
  336.  
  337. * Primary Energy:  Energy before conversion.  For instance,
  338. the United States uses about 30,000 megajoules of electricity
  339. per capita per year, but electricity is generally obtained
  340. by converting other forms of energy (primarily chemical/heat)
  341. at an efficiency of around 30%, so the U.S. consumes 90,000
  342. megajoules of primary energy per capita for electrical use.
  343. (Total U.S. primary energy consumption is 300,000 megajoules
  344. per capita.)
  345.  
  346. % Princeton - See Princeton University and/or Princeton Plasma 
  347. Physics Lab
  348.  
  349. > Princeton Beta Experiment-Modified (PBX-M):  mid-sized tokamak
  350. research device at Princeton, which evolved from the Poloidal
  351. Divertor Experiment (PDX) machine.  Research on PBX is aimed
  352. at investigating advanced tokamak regimes, such as indented
  353. plasmas (kidney-bean cross sections) with high-beta, providing
  354. access to the second-stability regirme. 
  355.  
  356. > Princeton Large Torus (PLT): Large tokamak formerly operated
  357. at the Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL).  Was operated
  358. in the 1970s and 80s and studied RF heating and current drive,
  359. as well as neutral beam injection heating and other aspects of
  360. tokamak physics.  Roughly a predecessor to TFTR.
  361.  
  362. % Princeton Plasma Physics Lab (PPPL):  Located in Princeton, 
  363. New Jersey.  Single largest fusion research facility in the 
  364. United States; sole U.S. single-purpose plasma physics 
  365. laboratory; operated by Princeton University for the Department 
  366. of Energy.  Site of PLT, PBX-M, TFTR, several other past and 
  367. present experiments, and future site of TPX.
  368. (Refer to entries for relevant machines, both here and in FAQ.)
  369.  
  370. % Princeton University:  Among other research activities, the 
  371. University operates the Princeton Plasma Physics Laboratory for the 
  372. Department of Energy (see above entry for PPPL).
  373.  
  374. * Process Heat:  Heat produced by a powerplant (could be a
  375. nuclear reactor, or a fusion reactor someday) and used directly 
  376. for industrial processes, such as metals manufacturing or 
  377. chemical production.
  378.  
  379. * Project Matterhorn:  Code name of the United States' first 
  380. secret controlled fusion project, started by Lyman Spitzer 
  381. at Princeton University in 1951.  Became a subprogram within
  382. Project Sherwood (see entry below.)
  383.  
  384. * Project Sherwood:  Name often used to describe the U.S. controlled
  385. fusion program in the 1950s and '60s.
  386.  
  387. * Proliferation (nuclear):  Proliferation generally describes
  388. the way something spreads (rapidly) from one area to another;
  389. in the case of nuclear weapons, nuclear proliferation refers
  390. to the spread of nuclear bomb-building technology from one
  391. state to another.
  392.  
  393. > Proto II:  A high-power (10 TW) pulsed (24 ns) electron 
  394. accelerator which was (is?) used for inertial-confinement 
  395. research. 
  396.  
  397. & Proton: (from Herman) An elementary particle found in the
  398. nucleus of all atoms.  It carries a single positive electrical
  399. charge.
  400.  
  401. & Pulse Height Analyzer:  Instrument which records and stores
  402. pulses and indicates ("Analyzes") the number of pulse occurrences 
  403. falling within each of a set of amplitude ("height") ranges.
  404.  
  405. * Pulsed Power:  The technology of using electrical energy 
  406. stores for producing multi-terawatt (10^12 Watts or higher)
  407. pulses of electrical power for inertial confinement fusion,
  408. nuclear weapon effects simulation, and directed energy weapons.
  409. High efficiency and cost effectiveness make it desirable 
  410. technology for large energy experiments.
  411.  
  412. * Pumpout:  Name given to the anomalously high loss of particles 
  413. to the walls in (some) stellarator discharges; the loss rate 
  414. when pumpout occurs is substantially greater than that expected 
  415. from normal classical diffusion processes.
  416.  
  417.  
  418.  
  419.  
  420.