什么是等离子体比压
等离子体中动力压强与磁压强之比，为处于磁场中的等离子体的重要参数，简称比压值。等离子体比压一般用希腊字母β表示，公式可以表示为：
其中，𝑃th是等离子体的热压力，这里 𝑛是粒子数密度，𝑘𝐵 是玻尔兹曼常数，𝑇 是等离子体的温度。
𝑃mag是磁场压力， 这里 𝐵 是磁感应强度，𝜇0 是真空磁导率
在磁约束等离子体装置中，主要靠磁压强约束等离子体，所以一般实验装置的比压值小于 1。在磁约束等离子体装置运行中，我们总是希望在有限强度的磁场内获得较高的等离子体温度和密度，所以比压值大致可认为是实验装置收支比的测度，应尽量在不发生不稳定性的条件下提高比压值。
极向比压和环向比压
在磁约束聚变等离子体物理学中，极向比压和环向比压都是描述等离子体在不同方向上约束特性的重要参数。
- 极向比压（Poloidal Beta）是等离子体的极向热压力与极向磁场压力之比，反映了等离子体在极向方向上的约束能力，与等离子体的稳定性和能量损失有关。其中，“极向"（Poloidal）一词指的是沿着等离子体环形横截面的圆周方向，即与环形等离子体的中心轴线垂直的方向，在托卡马克或仿星器这类环形磁约束聚变装置中，极向通常与等离子体的"赤道面"平行。
- 环向比压是等离子体的环向热压力与环向磁场压力之比，反映了等离子体在环向方向上的约束能力，环向比压受等离子体在环向方向上的电流、磁场强度和等离子体的环向尺寸影响。其中，"环向"（Toroidal）一词指的是沿着环形等离子体的中心轴线的切线方向，即环绕环形等离子体的圆周路径。这个方向是构成环形聚变装置如托卡马克（Tokamak）和仿星器（Stellarator）等磁约束聚变反应堆的基本几何特征。
- 环向比压和极向比压共同决定了等离子体的总体约束特性。由于改变一个方向上的磁场可能会影响另一个方向上的比压，在实际操作中，这两个方向的比压需要协调一致，才能实现最佳的聚变等离子体性能。
电流与等离子体比压的关系
等离子体比压（β）定义为等离子体的热压力（Pth）与磁场压力（Pmag）之比。在磁场压力公式中，磁场强度通常与等离子体电流成正比，因此比压与电流有直接联系。
具体来看，托卡马克中的电流密度分布对于实现稳态高约束等离子体运行起着至关重要的作用。在先进稳态运行模式中，等离子体完全由非感应电流驱动，包括外部电流驱动和自举电流驱动。通过对电流密度分布的调控，能够有效地避免部分危害较大的等离子体不稳定性因素，降低内部输运并提高等离子体的约束性能。此外，在稳态运行模式中，等离子体外部电流驱动主要由射频波和中性束注入系统提供，其造价和驱动效率都极大地限制了未来聚变堆商业化的经济性，而依赖于等离子体压强梯度的自举电流则可以有效地弥补这一部分。
在已有的研究中发现，极向比压与自举电流份额成正相关，通过对极向比压的提高可以获得高份额的自举电流，从而有效降低对外部驱动电流的需求，提高聚变堆的经济性。
参考链接：
- https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=61586&Type=bkzyb#:~:text=%E7%AD%89%E7%A6%BB%E5%AD%90%E4%BD%93%E4%B8%AD%E5%8A%A8%E5%8A%9B%E5%8E%8B%E5%BC%BA%E4%B8%8E%E7%A3%81%E5%8E%8B%E5%BC%BA%E4%B9%8B%E6%AF%94%EF%BC%8C%E4%B8%BA%E5%A4%84%E4%BA%8E%E7%A3%81%E5%9C%BA%E4%B8%AD%E7%9A%84%E7%AD%89%E7%A6%BB%E5%AD%90%E4%BD%93%E7%9A%84%E9%87%8D%E8%A6%81%E5%8F%82%E6%95%B0%E3%80%82,%E7%AE%80%E7%A7%B0%E6%AF%94%E5%8E%8B%E5%80%BC%E3%80%82
- https://kns.cnki.net/reader/flowpdf?invoice=JFggHHuko2IxbMKnFG5%2B5Qu027YuksxpvjyFGBiYoVQzDHZwnEMM6HMj1jguZMHNxB3DdMGmkVr58EZ491bjpl8QIzGESJCKBLKRLzhGBx%2FdBMWwaFa%2FfYHqRbc4Q7NXfXvfRn21L%2B7UyaysoP8ntWOkeH6S7R7JWKXo7mujsoQ%3D&platform=NZKPT&product=CDFD&filename=1023001230.nh&tablename=cdfdlast2023&type=DISSERTATION&scope=trial&cflag=pdf&dflag=pdf&pages=1-12&language=CHS&trial=1-12&nonce=CC3A356CCF97435FBF737770BCB72D19