home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ ftp.pasteur.org/FAQ/ / ftp-pasteur-org-FAQ.zip / FAQ / fusion-faq / glossary / t < 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 20/26 (T)
  5. Supersedes: <fusion-faq/glossary/t_934543711@rtfm.mit.edu>
  6. Followup-To: sci.physics.fusion
  7. Date: 11 Nov 1999 12:26:23 GMT
  8. Organization: Princeton University
  9. Lines: 386
  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/t_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:44268 sci.answers:10865 news.answers:170851
  27.  
  28. Archive-name: fusion-faq/glossary/t
  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 20:  Terms beginning with "T"
  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. TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT
  58.  
  59. # t:  variable generally used to represent time
  60.  
  61. # tau:  label generally used to represent confinement time
  62.  
  63. # T:  variable generally used to represent temperature
  64.  
  65. # T:  nuclear/chemical symbol for tritium/triton; see entry
  66.  
  67. $ T:  abbreviation for Tesla, SI unit of magnetic field; see entry
  68.  
  69. > TARA:  See entry under TARA below.
  70.  
  71. @ TCI:  Two-Color Interferometry
  72.  
  73. @ TCV:  Variable Configuration Tokamak - from French; see Section 5.
  74.  
  75. @ TCX:  Tangential Charge Exchange
  76.  
  77. # Te:  (subscript e) Electron Temperature
  78.  
  79. $ Tera:  Metric prefix indicating one trillion (10^12) times base unit.
  80.  
  81. $ Terawatt:  One trillion (10^12) watts.
  82.  
  83. @ TEXT-U:  TEXas Tokamak-Upgrade; see entry under TEXT below.
  84.  
  85. @ TEXTOR:  Tokamak EXperiment for Technology Oriented Research; see
  86.           entry for TEXTOR below.
  87.  
  88. @ TF:  Toroidal Field (or Toroidal Field Coil)
  89.  
  90. @ TFR:  FRench Tokamak, see entry under TFR below
  91.  
  92. @ TFTR:  Tokamak Fusion Test Reactor; see entry
  93.  
  94. # Ti:  Chemical Symbol for Titanium; if subscript i, Ion Temperature
  95.  
  96. @ TMX:  Tandem Mirror eXperiment; see entry.
  97.  
  98. @ TMX-U:  Tandem Mirror eXperiment-Upgrade; see entry.
  99.  
  100. @ TORMAC:  TORoidal MAgnetic Cusps; see entry
  101.  
  102. @ TPX:  Tokamak Physics Experiment; see entry
  103.  
  104. @ TRANSP:  Princeton's TRANSPort Simulation Code (Tokamak)
  105.  
  106. @ TW:  terawatt; 10^12 watts; see watt.
  107.  
  108. @ TWyr:  terawatt-year; Unit of energy equal to
  109.          3.15 x10^19 joules or 30 Quads (see entries)
  110.  
  111. > T-3:  A Soviet tokamak located at the Kurchatov Institute 
  112. in Moscow which first proved concept viability, by producing 
  113. a plasma temperature of 10 million degrees centigrage/Kelvin.
  114. (Result was disbelieved in the West until a British team
  115. confirmed the results using Thomson scattering.)
  116.  
  117. > T-10:  A later, larger Soviet tokamak, located at the 
  118. Kurchatov Institute (Moscow).  (PLT was largely a copy of
  119. T-10, only PLT had neutral beams, whereas T-10 was (I believe) 
  120. purely ohmic-heated.
  121.  
  122. > T-11:  Another Soviet tokamak (rather small) located at 
  123. the Kurchatov Institute (Moscow); studied neutral-beam heating.
  124.  
  125. > T-15: (formerly T-10M)  Another, much larger Soviet tokamak 
  126. (somewhat smaller than TFTR, but similar size) with superconducting 
  127. magnets, currently (?) under construction.  (Was it completed?  
  128. Is it operational?)
  129.  
  130. > T-20:  A huge Soviet tokamak that was designed to operate under 
  131. reactor conditions (net energy production) but which was abandoned
  132. for budgetary reasons.
  133.  
  134. > Tandem Mirror Experiment:  (TMX) Located at LLNL, this was one of
  135. the first devices to experiment with placing magnetic mirror
  136. devices at either end of a (relatively) long cylindrical
  137. central region.  In TMX the plasma was supplied by neutral beams.
  138.  
  139. > Tandem Mirror Experiment-Upgrade:  (TMX-U) Upgrade of TMX
  140. which was brought on line in 1983.  Incorporated rf heating
  141. systems and improved neutral beam systems.  Predecessor to
  142. MFTF-B (see entry) as a flagship magnetic mirror in the U.S.
  143.  
  144. > TARA:  Medium scale tandem mirror device commissioned at MIT
  145. in 1984 to develop greater understanding of basic tandem mirror
  146. physics, with emphasis on microstability properties, thermal 
  147. barrier formation, and RF heating.
  148.  
  149. * Target Plasma:  Plasma used to trap a neutral atom beam.  A
  150. background plasma of sufficiently high density and temperature
  151. can ionize neutral atoms more effectively than the Lorentz
  152. process (where v cross B creates effective electric field?).
  153.  
  154. * Tau: See # tau above.
  155.  
  156. ! Taylor, J.B.:  Renowned plasma physicist; noted for helicity work??
  157.  
  158. * Taylor State:  (John Cobb?)
  159.  
  160. * Tearing Mode, Tearing Instability:  A resistive MHD instability
  161. which is spatially localized near a rational surface and which
  162. grows at a rate slower than the MHD Alfven rate, but faster than
  163. the resistive skin diffusion rate.  The instability "tears"
  164. magnetic field lines and reconnects them into a new state of
  165. lower magnetic energy.  (see other entries for more information 
  166. about the terms used above.)
  167.  
  168. & Temperature, Kinetic:  See Temperature, Plasma, and Kinetic
  169. Temperature.
  170.  
  171. * Temperature, Plasma:  A measure of the random (thermal) kinetic 
  172. energy of the ions or electrons in the plasma.  The temperature 
  173. of each component of a plasma depends on the mean kinetic energy 
  174. of that component.  An example of this is the fluorescent light bulb, 
  175. which is an example of a weakly-ionized plasma where the electrons 
  176. are at temperatures of tens of thousands of degrees, whereas the 
  177. ions and neutrals are much cooler (so that you can touch the bulb 
  178. without being burned).  See atomic temperature, electron 
  179. temperature, and ion temperature.  
  180.  
  181. $ Tesla - SI unit of magnetic field strength; 1 tesla = 10,000 gauss.
  182.  
  183. > TEXT-U Device:  A medium-size research tokamak at the University
  184. of Texas, Austin; upgraded version of the TEXT device, with divertor.
  185.  
  186. > TEXTOR:  (Tokamak EXperiment for Technology Oriented Research.
  187. Medium-sized European tokamak located in Julich, Germany.  Research
  188. objectives involve things like developing plasma-facing components
  189. and studying effects of plasma-wall interactions.
  190.  
  191. > TFR:  An iron-cored French Tokamak, now retired (I believe).
  192. Pioneered a number of important tokamak ideas and innovations.
  193.  
  194. * Thermal Barrier:  In magnetic mirror devices, this is a 
  195. depression of electrostatic potential formed by enhancing ion
  196. loss in the region between the central cell and the positive
  197. potential plug.  The thermal barrier significantly reduces the
  198. density requirements in the plug and lowers the overall power
  199. required to sustain the solenoidal plugging by thermally decoupling
  200. central cell electrons from the end plugs.
  201.  
  202. & Thermal Conductivity:  degree to which a substance transmits heat.
  203. (basic definition, I believe, is: 
  204.         (heat flow) = (thermal conductivity) * (temperature gradient) )
  205.  
  206. & Thermal Conversion Cycle:  Process of generating electrical power
  207. with a fusion reactor by means of a steam / other gas turbine.  This
  208. is distinct from "direct conversion" cycles.
  209.  
  210. & Thermal Efficiency:  Ratio of the electric power produced by
  211. a power plant to the original amount of heat produced.  This measures
  212. the efficiency with which the thermal energy is converted to
  213. electricity.
  214.  
  215. * Thermal (Slow) Neutron:  A neutron in thermal equilibrium with
  216. its surrounding environment.  Thermal neutrons are those that
  217. have been slowed down by a moderator to speeds characteristic
  218. of the local temperature.  (Compare with fast neutron.)
  219.  
  220. & Thermodynamic Equilibrium:  There is a very general result from 
  221. statistical mechanics which states that, if a system is in
  222. thermodynamic equilibrium with another (or several other) system(s), 
  223. all processes by which the systems can exchange energy must be
  224. exactly balanced by their reverse processes, so that there is no
  225. net exchange of energy.  For plasma systems in thermodynamic
  226. equilibrium, ionization must be balanced by recombination, 
  227. Bremsstrahlung by absorption, and so on.  When thermodynamic
  228. equilibrium exists, the distribution function of particle energies
  229. and excited energy levels of the atoms can be obtained from the
  230. Maxwell-Boltzmann distribution (which is a function only of
  231. the temperature).  The Saha equation is a special application of this.
  232.  
  233. * Thermonuclear Conditions:  Achievement of an adequately confined
  234. plasma, having temperature and density sufficiently high to
  235. yield significant release of energy from fusion reactions.
  236.  
  237. * Thermonuclear Fusion: fusion achieved by heating
  238. up the fuel into the plasma state to the point where
  239. ions have sufficient energy to fuse.
  240.  
  241. > Theta Pinch:  A fast-pulsed pinch device in which the external 
  242. current imposed goes in the azimuthal/circumferential direction 
  243. (generally in a solenoid) around a cylindrical plasma.  Use
  244. of a fast-rising solenoidal current causes a rapidly increasing
  245. axial magnetic field, which compresses and heats the plasma.
  246.  
  247. * Thomson Scattering:  Scattering of photons by electrons, in
  248. the classical (low photon energy) limit.  Laser light passed
  249. through a plasma will experience Thomson scattering; the 
  250. spread of the scattered light in energy provides a very good
  251. measurement of the electron temperature of the plasma.  
  252.  
  253. > Tokamak: (Acronym created from the Russian words, 
  254. "TOroidalnaya KAmera MAgnitnaya," or "Toroidal Chamber-Magnetic".)
  255.  
  256. Because the tokamak is the primary research machine for
  257. magnetic confinement fusion today, we provide several 
  258. descriptions from various sources:
  259.  
  260. -> One of several types of toroidal discharge chamber 
  261. in which a longitudinal magnetic field is used to confine a 
  262. plasma.  The tokamak is distinguished by a plasma current
  263. running around the torus, which generates a stabilizing
  264. poloidal magnetic field.  An externally-applied vertical
  265. magnetic field is also used to achieve plasma equilibrium.
  266.  
  267. -> (Contributed by James Crotinger, jac@gandalf.llnl.gov)
  268. An axisymmetric toroidal confinement device characterized by a
  269. strong toroidal magnetic field (1-10 Tesla) and a toroidal
  270. plasma current (several mega-Amps) that leads to a modest
  271. poloidal magnetic field. The plasma current is usually induced
  272. by ramping a current in a large solonoid along the symmetry axis
  273. of the tokamak. This is an inherently pulsed mode of operation,
  274. and other mechanisms of current drive are under investigation.
  275.  
  276. -> TOKAMAK  (tokomak)  (contributed by Paul M. Koloc)
  277. "A three component magnetoplasma toroidal construct in which 
  278. the poloidal magnetic component is provided by a toroidal plasma 
  279. current. The other two components are coil driven, namely, the
  280. vertical field (which opposes the major radial expansion) and
  281. the toroidal field (which acts to provide a "stiff guide" field
  282. for the plasma to gain more MHD stability.    
  283. Note:
  284. It is better to think that the toroidal or longitudinal field  
  285. "stiffens" the plasma as against flopping or kinking, while the 
  286. plasma current driven poloidal (locally azimuthal) field provides 
  287. "confinement" pressure.  Actually, the toroidal field interacting 
  288. with plasma diamagnetism may also contribute to a "magnetic 
  289. bouyancy", which is a sort of UN-confinement -- (it actually gives 
  290. the plasma a tendency to expand radially outward in the equatorial 
  291. plane)."  
  292.  
  293. -> (from Herman:) "Based on an original Soviet design, a device
  294. for containing plasma inside a torus chamber by using the 
  295. combination of two magnetic fields - one created by electric
  296. coils around the torus, the other created by intense electric
  297. current in the plasma itself, which also servers to
  298. heat the plasma [partially].  TFTR and JET are tokamaks."
  299.  
  300. > Tokamak Fusion Test Reactor:  Large tokamak at Princeton,
  301. first machine to use 50-50 mix of D-T fuel, current world's
  302. record holder in fusion energy production.  Largest tokamak
  303. in the United States.  
  304.  
  305. > Tokamak Physics Experiment:  Smaller successor to TFTR at
  306. Princeton.  Engineering design underway; construction 
  307. scheduled to begin in FY 1995.
  308.  
  309. > Tore Supra:  Large tokamak in Cadarache (southern France).  
  310. The second largest tokamak in Europe; largest tokamak using 
  311. superconducting toroidal field magnets.  Tore Supra has a 
  312. circular cross-section (like TFTR), which limits the achievable 
  313. confinement time and experimental flexibility.  In addition to 
  314. developing superconducting technology, it concentrates on the 
  315. physics of long pulses and ergodic magnetic limiters.  
  316. See also: ergodic; magnetic limiter; superconductor; tokamak.
  317.  
  318. * Toroidal: in the shape of a torus, or doughnut.  
  319. Or: Coordinate indicating which part of the torus a particle is in.
  320. (Azimuthal coordinate) 
  321. Or: General term referring to toruses as opposed to other geometries.
  322. (e.g., tokamaks and stellarators are examples of toroidal devices.)
  323.  
  324. * Toroidal Field Coils:  Coils in a toroidal system, typically 
  325. wound around the torus in a solenoid-like arrangement, used to 
  326. generate the toroidal magnetic field.  Each turn completely 
  327. surrounds the plasma.
  328.  
  329. > TORMAC:  (TORoidal MAgnetic Cusps)  Hybrid confinement scheme
  330. operating at high beta.  A region of closed toroidal magnetic
  331. flux with high-beta plasma is separated by a narrow sheath from
  332. the surrounding field, which contains externally produced 
  333. poloidal components arranged in a toroidal line-cusp configuration.
  334. Plasma migrating to the outer sheath is temporarily
  335. mirror-confined before being removed in a divertor system.
  336.  
  337. > Toroidal Pinch:
  338.  
  339. & Torque:  
  340.  
  341. > Torsatron:  A modification of the stellarator concept, the
  342. torsatron has a toroidal non-axisymmetric configuration, and
  343. rotational transform is provided by external coils.  Unlike 
  344. a stellarator, however, both toroidal and poloidal fields are
  345. generated by helical fields alone, with half the number of
  346. helical conductors required for a stellarator.
  347.  
  348. & Transformer, Transformer Effect:  See entry for Induction.
  349.  
  350. & Transmittance:  Ratio of the radiant power transmitted
  351. by an object to the incident radiant power.  See also reflectivity.
  352.  
  353. & Transmutation:  Transformation of atoms of one element into
  354. atoms of another element via nuclear reactions.  (e.g., the
  355. transmutation of uranium-238 into plutonium-239 via the absorption
  356. of a neutron and subsequent beta emission.)
  357.  
  358. * Transport:  Refers to processes which cause heat energy, or 
  359. particles, or something else, to flow out of the plasma and cease 
  360. being confined.  Diffusion partly determines the rate of transport.
  361. See also: diffusion, classical diffusion, neoclassical diffusion, 
  362. anomalous diffusion.
  363.  
  364. * Transverse Waves:  Waves in which the direction of the
  365. oscillation is perpendicular ("transverse") to the direction
  366. of the wave propagation.  Examples include plucked strings and
  367. electromagnetic waves in free space/air.
  368.  
  369. * Trapped-Particle Instability:  Slowly-growing class of 
  370. instabilities driven by particles which cannot circulate
  371. freely in a toroidal system.  See also banana orbit.
  372.  
  373. * Trapped-Particle Modes:  See trapped-particle instability
  374.  
  375. * Triangularity:  Geometric factor measuring an aspect of 
  376. the shape (how "triangular" it is) of the cross-section of 
  377. a non-circular plasma in a toroidal device.  See also elongation.
  378.  
  379. & Tritium:  A radioactive isotope of hydrogen with one proton and 
  380. two neutrons in its nucleus and one orbiting electron.  A more 
  381. efficient fuel than ordinary hydrogen (protium) because of the 
  382. extra neutrons.  Tritium decays to helium-3 by emission of an 
  383. electron ("beta emission") with a half-life of 12.3 
  384. years.  Tritium can be synthesized from deuterium via neutron 
  385. bombardment, or by fissioning lithium (see lithium).
  386.  
  387. * Tritium-Breeding Ratio:  The amount of tritium generated by
  388. the breeding blanket of a D-T fusion reactor, divided by the
  389. amount of tritium burned in the reactor.  A tritium breeding
  390. ration greater than unity is necessary for self-sufficient fueling.
  391.  
  392. * Triton: nucleus of a tritium atom; tritium ion.
  393.  
  394. * Troyon Limit:  see beta limit
  395.  
  396. * Turbulence:  "Violent macroscopic fluctuations which can develop
  397. under certain conditions in fluids and plasmas and which usually
  398. result in the rapid transfer of energy through the medium." 
  399. (PPPL & OSTI Glossaries have same entry)
  400.  
  401. * Turbulent Heating:  Technique of using turbulence induced by 
  402. large electric fields to rapidly heat a plasma.
  403.  
  404. * Two-Stream Instability:  Instability which can develop when a
  405. stream of particles of one type has a velocity distribution with
  406. its peak well separated from that of another type of particle
  407. through which it is flowing.  A stream of energetic electrons
  408. passing through a cold plasma can, for example, excite ion waves
  409. which will grow rapidly in magnitude at the expense of the kinetic
  410. energy of the electrons.
  411.  
  412.  
  413.  
  414.