Skip to main content
SUPERVISOR
Zafarollah Kalantari,Akbar Parvazian
سیدظفراله کلانتری (استاد راهنما) اکبر پروازیان (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mahnaz Chashti
مهناز چشتی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Simulation of the Intense Neutron Generator (µCF-INS)
: In this thesis we describe the simulation of an intense neutron generator, µCF-INS, which fuel loop design based on muon catalyzed fusion method (µCF). The catalysis of nuclear reactions by negative muons in a mixture of deuterium and tritium is known as muon catalyzed fusion. The feasibility of cold nuclear fusion using muons is well documented today. The muon catalyzed fusion cycle in mixtures of deuterium and tritium is particularly interest as a neutron generator. In order to provide suitable conditions for production of 14.1 MeV neutrons with high flux, simulations are carried out in two parts: 1. Moderation of µ - before feeding them in DT target, 2. Calculation of neutron intensity produced by µCF cycles in DT target. When energy of muon is reached about 2 keV, it can be captured by atoms and muonic atoms are produced. When muons are produced by decays of ? - , they have about 40 MeV. So stopping of muons is needed. Before muon catalyzed fusion cycle starts. For this purpose, stopping power of µ - is calculated by Bethe-Bloch formula which is a relativistic stopping power equation. When a swift charged particle enters into a material medium it will interact with the electrons and nuclei and lose its energy due to excitation and ionization of atoms. The kinetic energy loss per unit distance suffered by a charged particle is conventionally known as the stopping power. In this case we can estimate the range of µ - , time of fight and probability of the muon to reach a final energy. We have calculated the stopping power of µ - with 40 MeV initial kinetic energy in several materials. One of the important materials for this purpose is Ti. We have determined the optimum thickness of a spherical shell of Ti (2.67 Cm). The fusion cycles are analyzed by solving the kinetic equations. We have used the Rung-Kutta method in the forth order which was programmed in FORTRAN . Then, neutron flux produced from fusion cycles in optimized conditions is analyzed. Finally, to calculate the output neutron intensity, traort of neutrons in DT mixture and its container is simulated by the MCNP4C code. We have shown that the output neutron intensity is in order of 10 17 n/s which is very greater than the intensity of other neutron generator types. In addition, the neutron yield per number of particles in beam and per unit of beam energy in accelerator are very large too . Key Words : muon catalyzed fusion, neutron generator, stopping of muon, DT fusion.
در این پایان نامه به شبیه سازی ژنراتور نوترونی خواهیم پرداخت که بر اساس روش همجوشی کاتالیزور میونی و با شار بالای نوترون پر انرژی MeV 1/14 تحت عنوانCF-INS µ پیشنهاد شده است. بررسی خود را در این شبیه سازی به دو قسمت عمده برای فراهم کردن شرایط مناسب در تولید نوترون با شار بالا تقسیم می کنیم: یکی کندسازی میون منفی قبل از ورود به چرخه همجوشی در مخلوط D/T و دیگری محاسبه شار نوترون در هدف مخلوط D/T . چرخه همجوشی کاتالیزور میونی را با توجه به معادلات سینماتیک تحلیل و برای حل آن از روش «رانگ-کوتا» مرتبه چهارم استفاده می کنیم. در این پایان نامه به تحلیل شار نوترونی حاصل از این چرخه همجوشی در شرایط بهینه خواهیم پرداخت و در نهایت با استفاده از کد MCNP4C شدت نوترون خروجی را از محفظه سوخت محاسبه می کنیم. محاسبات ما نشان می دهد که در شرایط بهینه ای که ما معرفی کردیم، شدت نوترون های حاصل از ژنراتور CF-INSµ از مرتبه n/s 10 17 است و از دیگر ژنراتورهای شناخته شده بسیار بیشتر است. علاوه بر آن بهره تولید نوترون بسیار بیشتری نیز به ازای واحد ذره فرودی و به ازای واحد انرژی مصرفی در شتاب دهنده دارد. کلمات کلیدی: همجوشی کاتالیزور میونی، ژنراتور نوترون، توقف میون، همجوشی DT .

ارتقاء امنیت وب با وف بومی