磁流體靜力學

在靜止狀態下，作用於流體微團 Q上的體積力－▽p（p為流體壓強）同磁場B作用於電流密度J上的力密度J×B（見洛倫茲力）是平衡的，即▽p =J×B。在天體問題中有時還須考慮引力的作用。從圖1中可以看出：壓強梯度▽p垂直於電流和磁場；沿磁力線和電流線的壓強不變。若磁力線繞成一個閉合曲面(即磁面)而把等離子體包起來，則磁面就是等壓面。在受控熱核反應裝置中，就是利用磁面一層層地把等離子體約束起來，壓強從裏層到外層逐漸下降為零。電流線位於同▽p相垂直的面上，故磁面也是電流面。

①線箍縮　在圓柱形放電管中通以強大的軸向電流以壓縮等離子體的磁結構。沿管軸向流動的電流密度J產生角向（環繞圓管的）磁場B。作用在圓柱等離子體中任一點Q的磁場力有兩上分力；一是磁向心力；另一是負磁壓梯度，指向圓心。這兩個分力同負壓強梯度平衡。線箍縮是重要的靜磁結構之一，但其中等離子體的平衡是不穩定的。

②角箍縮　又稱θ箍縮，與線箍縮不同的是電流方向和磁場方向互換。在包圍放電管的金屬導體中突然放電，在金屬導體和等離子體柱之間的區域中產生均勻軸向磁場B。由於趨膚效應,磁場不能透入等離子體，故在等離子體表面感應出同放電電流相反的角向電流，因而等離子體柱就在磁場力作用下被箍縮。這時,等離子體表面受到一和壓強p大小相等但方向相反的磁壓B/2μ₀作用而維持平衡（μ₀為磁導率）。

③環形軸對稱磁約束結構　線箍縮和角箍縮的共同缺點是等離子體中的粒子會從兩端逸出，為此研製出箍縮等離子體的環形軸對稱環流器託卡馬克（Tokamak）。這種裝置的每一層磁力線和電流線都各繞成同一個閉合曲面,這些曲面稱為磁面或電流面。磁場力J×B指向等離子體內部。每一層磁面都是等壓面；等離子體環中心壓強最高，壓強從中心到外層逐層降低為零。因此，等離子體環完全可以通過磁場力來箍縮。

V.C.A.Ferraro and C. Plumpton, Introduction toMagneto-fluid Mechanics,Oxford,Univ.Press,London,1961.