The inadequacy of a magnetohydrodynamic approach to the Biermann battery.
The inadequacy of a magnetohydrodynamic approach to the Biermann battery.
复制标题
比尔曼电池的磁流体力学方法的不足。
DOI：
10.1098/rsta.2020.0017
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发表时间：
2021-01-25
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kingham RJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ridgers CP;Arran C;Bissell JJ;Kingham RJ
当电子压力梯度产生的电场具有旋度时，比尔曼电池可以在等离子体中产生磁场。当电子分布函数偏离麦克斯韦分布函数时，Biermann电池的常用磁流体动力学（MHD）模型失效。利用MHD和动力学模拟的激光等离子体相互作用的惯性约束聚变，我们已经表明，这种扭曲可以减少比尔曼产生的电场约50%。更重要的是，在MHD处理中使用通量限制器来处理非麦克斯韦电子分布对电子热输运的影响，导致对比尔曼产生的电场的完全非物理的预测，从而导致对所产生的磁场的错误预测。本文是“高增益惯性聚变能的前景（第二部分）”讨论会的一部分。
Magnetic fields can be generated in plasmas by the Biermann battery when the electric field produced by the electron pressure gradient has a curl. The commonly employed magnetohydrodynamic (MHD) model of the Biermann battery breaks down when the electron distribution function is distorted away from Maxwellian. Using both MHD and kinetic simulations of a laser-plasma interaction relevant to inertial confinement fusion we have shown that this distortion can reduce the Biermann-producing electric field by around 50%. More importantly, the use of a flux limiter in an MHD treatment to deal with the effect of the non-Maxwellian electron distribution on electron thermal transport leads to a completely unphysical prediction of the Biermann-producing electric field and so results in erroneous predictions for the generated magnetic field. This article is part of a discussion meeting issue ‘Prospects for high gain inertial fusion energy (part 2)’.
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