Skip to main content
SUPERVISOR
Akbar Parvazian,Ahmad Shirani bidabadi
اکبر پروازیان (استاد راهنما) احمد شیرانی بیدابادی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mehdi Ghalamkarian Nejad
مهدی قلمکاریان نژاد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Investigation of Stimulated Brillouin Scattering in Laser-Plasma Interactions
Ifwe want the fusion medium to be sustainable, we should at least provide Lawson criterion. Because of the existence of some instabilities in plasma, this medium should be heated. There are some methods for this purpose and the best way in very high temperatures is using the radio frequency wave heating (RF). Propagating the incident light wave through a plasma whose density is rippled along the direction of propagation by density fluctuations associated with the ion-acoustic wave (IAW), creates a small amplitude scattered electromagnetic (EM) wave, with all waves obeying Manley-Rowe relations (conservation laws for energy and momentum). Superposition of the incident pump EM wave and the scattered EM wave leads to the creation of Pondermotive force. Raising the intensity of the incident light wave causes the Pondermotive force to be strong enough that increases the density fluctuations of the original IAW mode which is called unstable (stimulated). This force increases the amplitude of the ion density fluctuations. Higher ion density fluctuations again provide a strong scattering of the incident EM wave. Due to this feedback loop, an instability is possible called Stimulated Brillouin Scattering () and is categorized as a parametric instability. The instability growth rate is the most important parameter that is investigated in this thesis. Dependence of this parameter on incident light wave frequency is verified. Increasing the incident light wave from 118 GHz to 128 GHz causes the instability growth rate to decrease. Furthermore, since in the high temperatures a kind of damping so-called Landau damping is dominant, this factor is investigated as well. By increasing the damping, the instability growth rate decreases. In this thesis the density profile is obtained by solving the Fourier transformed Vlasov equation in the velocity space.
یک سیستم همجوشی زمانی پایدار است که انرژی تولیدی آن، از میزان انرژی مصرفیش بیشتر باشد.به دلیل وجود منابع اتلاف در ماشین‌های همجوشی پر واضح است که بایستی اقداماتی برای گرم‌سازی در پلاسما صورت گیرد. مقداری از این انرژی توسط خود گرمایشِ پلاسما ایجاد می‌شود. بخش دیگری از آن بایستی از بیرون فراهم گردد. در غیر این صورت سیستم همجوشی ما پایدار نمی‌باشد.یکی از مهمترین روش‌ها برای گرم کردن پلاسما استفاده از امواج الکترومغناطیس و تزریق آن‌ها به داخل پلاسما است.در پلاسمای فوق چگال که در محصور‌سازی به روش لختی به کار می‌رود، این امواج به صورت لیزر و برای گرم کردن پلاسمای چگال در روش محصور‌سازی مغناطیسی، به صورت امواج رادیویی می‌باشد.این امواج به دو طریق مستقیم و غیر مستقیم (رزونانسی) انرژی خود را به ذرات در پلاسما می‌دهند.در محدوده لایه جذب با توجه به شرایط تطبیقی برای فرکانس‌ها و اعداد موج، که به ترتیب تضمین کننده پایستگی انرژی و تکانه می‌باشند(روابط منلی-رو)، ناپایداری‌های پارامتریک می‌تواند در پلاسما رخ دهد.مکانیسم این ناپایداری‌ها از طریق نیروی پوندرموتیو قابل توجیه است.تحت شرایط فرکانسی مختلف برای موج الکترومغناطیسی برخوردی، پراکندگی‌های مختلفی در پلاسما ایجاد می‌شود. در محدوده فرکانسی پایین برای موج فرودی حرکت یون‌ها حائز اهمیت شده و دیگر به صورت یک زمینه‌ی یکنواخت در نظر گرفته نمی‌شوند.از این رو امواج صوتی-یونی در پلاسما شکل می‌گیرند.در این محدوده فرکانسی، پراکندگی بریلوئن القایی رخ می‌دهد که در طی آن یک موج الکترومغناطیس به یک موج الکترومغناطیس دیگر و یک موج صوتی-یونی تبدیل می‌شود. پارامتر مهم در بررسی ناپایداری‌ها، آهنگ ناپایداری است. آهنگ ناپایداری خود به چگالی پلاسما و فرکانس موج فرودی وابسته است به طوری که با تغییر چگالی، فرکانس پلاسما تغییر می‌کند و چگالی بحرانی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. از طرف دیگر با افزایش فرکانس موج فرودی از 118 گیگاهرتز به 128 گیگاهرتز آهنگ ناپایداری به وضوح کاهش می‌یابد. تغییر پارامترهای دیگری همچون نسبت دماهای یونی به الکترونی و پارامتر که معیاری از میرایی غیر برخوردیِ (لاندائو) موج در پلاسما را نشان می‌دهد نیز سبب تغییر در میرایی امواج در پلاسما در دماهای بالا می‌شود که به تبع آن آهنگ ناپایداری را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی