ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ТОРОИДАЛЬНЫХ ТОКОВЫХ СТРУКТУР. Показано существование внешнего магнитного поля и структура внутреннего магнитного поля в тороидальных структурах с полоидальным током. Произведены численные расчеты магнитного поля (МП) тороидальных структур с полоидальным током (Рис.1). Стрелками, обозначенными i, показаны векторы элементов тока. Рассматривались торы с отношением R / r " 1 и R / r " 2. Результаты расчетов выведены в виде графиков Кантора. Линии на графиках показывают сечение поверхностей уровня равной напряженности МП. Направление вектора напряженности МП - перпендикулярно к плоскости изображения, так как силовые линии МП имеют исключительно азимутальную (или тангенциальную или касательную к окружности, которая лежит в плоскости XY и с центром на оси Z) составляющую. Вначале рассчитывалось МП внутри тора. Тор с отношением R / r " 1 (Рис.1). Рис.1 Рис.2 Тор с отношением R / r " 2 (Рис.3). Рис. 3 Рис. 4 На графиках (Рис.2, Рис.4) видно, что структура МП внутри тора не соответствует структуре МП бесконечного прямого проводника с током, как считалось до сих пор в классической теории электромагнетизма. Эта структура МП соответствует полю, создаваемому отдельным элементом тока, расположенным в центре тора на его главной оси и направленным вдоль этой оси. График этого МП показан на Рис. 5. Рис. 5 Затем было рассчитано МП вне тора в плоскости XZ в ее части Y`(см. Рис.3). Рис. 6 Напряженность МП в плоскости Y' (y = 0) в виде графика Кантора. Рис. 7 Напряженность МП вдоль прямой L - L; [ у = 0, x = const, B = f(z) ]. На графике (Рис.6) видно, что внешнее МП тора существует. График на Рис.7 выявляет особенность этого МП - три максимума и два нуля. Из Рис.7 видно, что при осевом сближении двух торов вначале возникает их отталкивание, а после преодоления потенциального барьера - притяжение. Система входит в состояние с минимальным магнитным потоком (минимальной энергией) и становится устойчивой. Любопытно соотношение внутреннего и внешнего МП - примерно 137 соответственно. Расчет МП, создаваемого системой из двух соосных торов (Рис.8) показывает, что оно имеет минимум по трем координатам в центре системы (Рис.9). Все это показывает бесперспективность удержания плазмы внутренним МП в замкнутых ловушках с тороидальной конфигурацией МП типа "Токамак" и "Стелларатор" - удержание возможно только внешним МП системы торов произвольной конфигурации. Рис. 8 Рис. 9 Предыдущие расчеты были сделаны для сплошных токовых поверхностей. Теперь сделаем расчет для тора, состоящего из отдельных прямоугольных витков с током (сегментированный тор) Рис.10, Рис.11. Это делается для проверки возможности воспроизведения МП сплошного тора полем сегментированных (реальных) торов. Графики - в условных единицах Рис. 10 Структура магнитного поля сегментированного тора в плоскости Y' (XZ) в виде графика Кантора. Показаны сечения поверхностей уровня равной напряженности МП. Вектор напряженности направлен перпендикулярно плоскости рисунк. Рис. 11 Графики зависимости напряженности МП Н по контуру L (Z=0.1) от угла f . Число витков NW равно 4, 6, 8 и 12 соответственно. Ампервитки постоянны. Графики зависимости напряженности МП Н по контуру L (Z=0.05) от угла f . Число витков NW равно 4, 6, 8 и 16 соответственно. Ампервитки постоянны. Из этих двух серий графиков видно, что силовая линия МП над секционированным тором является осесимметричной окружностью с волнообразной осевой составляющей. ............