Skip to main content
SUPERVISOR
Zafarollah Kalantari,Akbar Parvazian
سیدظفراله کلانتری (استاد مشاور) اکبر پروازیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Razieh Tafatoh
راضیه تفته

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Study of Magnetohydrodynamic Behavior of Plasma in Nuclear Fusion by Fast Ignition
Different methods have been considered for using nuclear energy in recent years. The main goal of these methods is to access high energy gain. In the conventional methods of inertial confinement fusion hydrodynamic instability in the compression process reduce energy gain. The methods for reducing instabilities imply the compression of fuel by laser or ion beams in two phases. First phase, preheating the fuel by laser or ion beams and then producing the relativistic electrons by laser pulses with power of within the fuel that is done in the second phase. This method of heating fuel has been proposed as a fast ignition method. In this thesis, fast ignition is investigated in cylindrical chamber. Fast ignition and cylindrical chamber to one-step ignition guaranty high energy gain and conventional method can alternate with it. In orther to determine the energy gain of inertial confinement fusion in multi- layer balls it is necessary to solve the equatio which are related to the behavior of the plasma in confinement time. Multi-layer balls in the central region of fuel is compressed by energetic laser or heavy ion beams. Appropriate choice of the mass ratio of fuel layers to jogger layer lead to ignition of central region. In the case which the ball reaches maximum density, fuel density reaches the density more than 500 to 1000 times of solid fuel density. In the area of cold fuel temperature rises rapidly then the plasma is formed and the fusion interactions start. Calculating the density variation, temperature and pressure in plasma is necessary for determining the kinetic energy flux of neutrons and electrons and the radiation that comes out of the ball. By using the numerical solution of continuity, force and energy equations, MHDFCT program is provided for determining the energy, velocity, temperature and pressure (after compression). Keywords: Fusion, Inertial, (ICF), Hydrodynamic, Ignition, Plasma.
طرح های متفاوتی برای استفاده از انرژی هسته ای حاصل از همجوشی به روشی لختی (ICF) در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. هدف اصلی این طرح ها دسترسی به بهره ی انرژی بالاست. در روش های متداول همجوشی به روش لختی ناپایداری هیدرودینامیکی در فرایند متراکم سازی سوخت باعث پایین آمدن بهره ی انرژی می گردد. طرح های جدید برای کاهش ناپایداری ها بیانگر انجام متراکم سازی سوخت به وسیله ی باریکه های یونی یا لیزری در دو فاز است. ابتدا پیش گرم نمودن سوخت با لیزر یا یون و سپس تولید الکترون های نسبیتی به وسیله ی پالس های لیزر با توان وات در داخل سوخت که در فاز دوم صورت می گیرد. این روش گرم کردن سوخت به عنوان روش اشتعال سریع مطرح گردیده است.در این کار روش اشتعال سریع در محفظه های سوخت استوانه ای بررسی می گردد.روش اشتعال سریع و محفظه ای استوانه ای نسبت به اشتعال یک مرحله ای بهره ی انرژی بالاتری را تضمین می کند و می تواند جایگزینی برای روش متداول باشد. برای تعیین بهره ی انرژی حاصل از همجوشی به روش لختی در ساچمه های چند لایه لازم است معادلات مگنتوهیدرودینامیکی حاکم بر رفتار پلاسما در مدت زمان محصورسازی حل گردد. ساچمه های چند لایه کروی که در ناحیه ی مرکزی سوخت قرار دارد به وسیله ی پرتو های محرک پر انرژی لیزر یا یون سنگین متراکم می شود. انتخاب مناسب نسبت جرمی لایه ی سوخت به لایه ی هل دهنده موجب اشتعال ناحیه ی مرکزی می شود. در حالتی که ساچمه به بیشترین تراکم خود می رسد، چگالی سوخت 500 تا 1000 برابر چگالی سوخت حالت جامد می شود. دما در ناحیه ی سوخت سرد به سرعت بالا می رود، پلاسما تشکیل می شود و برهمکنش های همجوشی آغاز می شود. محاسبه ی تغییرات چگالی، دما و فشار داخل پلاسما برای تعیین شار انرژی جنبشی نوترون ها، الکترون ها و تابش هایی که از ساچمه خارج می شود لازم است. با استفاده از حل عددی معادلات پیوستگی، نیرو و انرژی برنامه یMHDFCT برای تعیین انرژی ، سرعت ،دما و فشار) بعد از تراکم ( استفاده شده است. کلمات کلیدی : همجوشی، لختی، (ICF)، هیدرودینامیک، اشتعال، پلاسما .

ارتقاء امنیت وب با وف بومی