نویسنده

چکیده

طرحهای متفاوتی برای استفاده از انرژی هسته ای حاصل از همجوشی به روش لختی (ICF)1 در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف اصلی این طرحها دسترسی به بهره انرژی بالاست. در روشهای متداول همجوشی به روش لختی (ICF) مقدار کمی (در حدود میلی‌گرم) مخلوط دوتریم – تریتیم در محفظه کوچک کروی به شعاع چند میلی متر به وسیله باریکه های لیزری یا یون سنگین که دارای توانی از مرتبه است متراکم می شود. که متعاقب ان تشکیل پلاسما در مرکز این محفظه برای انجام همجوشی مسئله‌ای اساسی است. در روشهای متداول همجوشی به روش لختی، ناپایداری هیدرودینامیکی در فرایند متراکم سازی سوخت باعث پایین آمدن بهره انرژی می‌شود. طرحهای جدید برای کاهش ناپایداریها، انجام متراکم سازی محفظه سوخت توسط باریکه های لیزری یا یونی در دو فازجداگانه است. ابتدا پیشگرم کردن سوخت با باریکه لیزری یا یون و سپس تولید الکترونهای نسبیتی با پالسهای لیزر با توان در داخل سوخت در فاز دوم صورت می گیرد. این روش گرم کردن سوخت به عنوان روش اشتعال سریع مطرح شده است. همچنین در سالهای اخیر به‌جای محفظه کروی سوخت، طرحهای استوانه ای شکل با کنترل مغناطیسی در ناحیه پلاسما مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله ، روش اشتعال سریع در محفظه های سوخت استوانه ای شکل بررسی می شود. ترابرد الکترونهای نسبیتی داخل محفظه با به‌کار بردن کد و یک برنامه فاکر- پلانک محاسبه می شود. آهنگ انتقال انرژی الکترونهای نسبیتی به سوخت نیز حساب می شود. محاسبات نشان می‌دهدکه به‌کار بردن روش اشتعال سریع و محفظه های استوانه ای نسبت به اشتعال یک مرحله ای بهره انرژی بیشتری را تضمین می کند و می تواند جایگزین مناسبی برای روشهای متداول ICF باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Energy Gain of Magnetized Cylindrical D-T Targets in Fast Ignition Fusion

نویسنده [English]

  • A. Parvazian and S. R. Hoseini Dalasm

چکیده [English]

In recent years, many different plans have been considered to use the nuclear energy gained from inertial confinement fusion (ICF) as attempts to obtain high energy efficiencies. In conventional ICF methods, a small amount (about mg) of the deuterium–tritium compound is confined in a small spherical chamber of a few millimeters in radius and compressed by laser or heavy ion beams with powers in the order of W. The consequent plasma froming at the center of the chamber is an essential issue for fusion. The hydrodynamical instabilities during the fuel compression process arising in the conventional ICF technique leads to a decline in energy efficiency. The new plans for reducing instabilities involve compression of the fuel chamber in two stages using laser or ion beams. In the first stage, fuel is preheated by laser or ion and in the second phase, relativistic electrons are constructed by -W laser phases in the fuel. This heating method has come to be known as a fast “ignition method”. More recently, cylindrical rather than spherical fuel chambers with magnetic control in the plasma domain have been also considered. In this work, fast ignition method in cylindrical fuel chambers will be investigated and transportation of the relativistic electrons will be calculated using MCNP code and the Fokker–Planck program. Furthermore, the transfer rate of relativistic electron energy to the fuel will be calculated. Our calculations show that the fast ignition method and cylindrical chambers guarantee a higher energy efficiency than the one-step ignition and that it can be considered an appropriate substitute for the current ICF techniques.

کلیدواژه‌ها [English]

  • fusion
  • pellet
  • ICF
  • fast ignition
  • D-T
  • energy gain

ارتقاء امنیت وب با وف ایرانی