بررسی افروزش و اشتعال سوخت دوتریوم_تریتیوم در همجوشی محصور شدگی لختی با باریکه یونی سنگین آلومینیوم

با پیشرفت هایی که در دهه های اخیر در زمینه لیزرهای پالسی پر شدت صورت گرفته، روش دیگری در حوزه همجوشی محصور شدگی لختی مطرح شده است که افروزش سریع نام دارد. ایده افروزش سریع در سال 4991 توسط تبک و همکارانش مطرح شد[4]. اساس این ایده که در آن مراحل فشردگی و افروزش از یکدیگر تفکیک شدهاند، دستیابی به بهره انرژی بالاتر با برخورداری از انرژی کمتر راه انداز خارجی است. در ایده اولیه، ترابرد و نهشت انرژی موثر باریکه های الکترونی نسبیتی تولید شده در اثر بر همکنش لیزر پلاسما از جمله مشکلات اصلی به شمار می آمدند. این موضوع منجر شد که نقش راه اندازهای یونی نسبت به سایر راه انداز ها از حیث مزایایی چون عدم تولید الکترون های داغ، بازده جذب تقریبا 411 % ، عمق نفوذ بالاتر و نهشت انرژی بیشتر، برجسته تر گردد[2]. در سال های اخیر با بهینه سازی فرآیند شتابدهی یون ها با ساز و کاراندرکنش لیزر پلاسما بسیار مورد توجه بوده است[3]. یون های سنگینتر به علت جرم بیشتر، انرژی بیشتری حمل کرده و نهشت انرژی بالاتری نسبت به یون های سبک تری همچون پروتون خواهند داشت. در سال 2119 ، هونوروبیا و همکارانش نشان دادند که استفاده از یون های سنگین تر از پروتون، منجر به کاهش آستانه انرژی باریکه افروزشی می گردد [1]. در این پژوهش به بررسی افروزش و اشتعال سوخت کروی هم مولار دوتریوم تریتیوم به شیوه افروزش سریع و استخراج کمینه پارامتر های لازم باریکه یون سنگین آلومینیوم برای ایجاد اشتعال پرداخته شده است. بدین منظور با استفاده از کد شبیه سازی عددی DEIRA4 که برای شبیهسازی هدف همجوشی محصورسازی لختی راهاندازی شده با باریکه یونی مورد استفاده قرار می گیرد، آستانه پارامتر باریکه افروزشی مناسب در افروزش سریع استخراج می شود [5]. با استفاده از کد، توزیع عمقی نهشت انرژی باریکه افروزشی آلومینیوم محاسبه شده و به بررسی انتشار موج حرارتی در طول هدف پرداخته شده و نشان داده شده است که باریکه یون سنگین آلومینیوم با انرژی نزدیک به GeV 2 قادر به افروزش سوخت هم مولار دوتریوم تریتیوم با چگالی 3gr/cm 311 را در دمای پایین سوخت پیش فشرده درحدود kev 4 دارا می باشد.

کلیدواژه ها:

همجوشی محصور شدگی لختی ، افروزش سریع ، باریکه یونی ، یون سنگین