Skip to main content
SUPERVISOR
Zafarollah Kalantari,Akbar Parvazian
سیدظفراله کلانتری (استاد مشاور) اکبر پروازیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amir Javani
امیر جاوانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Investigation of Fusion Gain In Fast Ignition With Magnetic Field By Relativistic Electrons and Protons
Fast ignition is the new method in inertial confinement fusion (ICF), in which the compression and ignition steps are separated. In the first stage, fuel is compressed by laser or ion beams. In the second phase, relativistic electrons are constructed by pettawatt laser in the fuel. Also, in the second phase 5-35 MeV protons can be generated in the fuel. Electrons or protons can penetrate in ultra-density fuel and deposite their energy in the fuel. More recently, cylindrical rather than spherical fuel chambers with magnetic control in the plasma domain have been also considered. It is called magnetized target fusion (MTF). Magnetic field effects on relativistics electrons energy deposition rate in fuel. In this work, fast ignition method in cylindrical fuel chambers will be investigated and traortation of the relativistic electrons and protons will be calculated by using MCNPX and FLUKA codes with 0.25 and 0.5 tesla magnetic field in single and dual hot spot. Furthermore, the transfer rate of relativistic electrons and high energy protons to the fuel and fusion gain will be calculated. Our calculations show that presence of external magnetic field guarantee higher fusion gain. Relativistic electrons are much more appropriate object for ignition. MTF in dual hot spot can be considered as appropriate substitusion for the current ICF techniques.
اشتعال سریع یکی از روش‌های همجوشی به روش محصورسازی لختیICF ) ) است که درآن مراحل تراکم و اشتعال از یکدیگر جدا شده است. در این روش انرژی‌دهی در دو مرحله صورت می‌گیرد. 1-فرایند فشرده سازی ساچمه‌هایD-T توسط لیزر و پرتوهای یونی (مرحله تراکم) 2-باریکه پرتو پر انرژی را از یک نقطه برای ایجاد اشتعال و جرقه احتراق به ساچمه وارد می کنیم (مرحله اشتعال). بعد از تراکم ساچمه در مرحله دوم باریکه ای از لیزر با توان پتاوات را از طریق روزنه ایجاد شده در ساچمه به صفحه فلزی که در انتهای روزنه تعبیه شده است می‌تابانیم. در اثر برهم‌کنش لیزر با فلز الکترون های نسبیتی با انرژی چندین مگا الکترون ولت در داخل ساچمه تولید می‌شوند . سپس الکترون‌ها به سرعت درون سوخت فوق چگال نفوذ می کنند و با جایگذاری انرژی خود در ناحیه کوچکی از ساچمه باعث گرم شدن آن تا دمای keV 10 می‌شوندکه باعث اشتعال در ساچمه می‌شود. در روش اشتعال سریع می‌توان در فاز دوم پروتون‌های با انرژی MeV 35- 5 تولید کرد که انرژی خود را در ساچمه به جای می‌گذارند و باعث اشتعال می‌شوند. همچنین در سال‌های اخیر به جای محفظه کروی سوخت، طرح‌های استوانه‌ای شکل با کنترل مغناطیسی در ناحیه پلاسما مورد توجه قرارگرفته است MTF)). در این پایان نامه، بهره همجوشی هسته‌ای در ساچمه استوانه‌ای به روش اشتعال سریع در حضور میدان‌های مغناطیسی25/0 و5/0 تسلا در دو حالت مرکز داغ با یک برش و دو برش محاسبه شده است. همچنین آهنگ انتقال انرژی الکترون های نسبیتی و پروتون‌های پر انرژی در داخل ساچمه با استفاده ازکدهای محاسباتی MCNPXوFLUKA محاسبه شده است. محاسبات نشان می‌دهد که با اعمال میدان مغناطیسی خارجی در ساچمه استوانه‌ای بهره همجوشی برای الکترون تا 24 درصد و برای پروتون تا 13 درصد افزایش می‌یابد و همچنین تاثیر میدان مغناطیسی بر آهنگ انتقال انرژی الکترون‌هاچشمگیرتر می‌باشد و لذا اشتعال توسط الکترون های hy; نسبیتی دارای بازده بالاتری نسبت به پروتون می‌باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی