محاسبه بهره همجوشی اشتعال سریع با حضور میدان مغناطیسی توسط الکترون های نسبیتی و باریکه های پروتون

اشتعال سریع یکی از روش های همجوشی لختی icf)) است که درآن مراحل تراکم و اشتعال از یکدیگرجدا شده است. دراین روش انرژی دهی در دو مرحله صورت می گیرد. اول فرآیند فشرده سازی ساچمه های دوتریوم-تریتیم (d-t) توسط لیزر و پرتوهای یونی(مرحله تراکم)، دوم باریکه پرتو پر انرژی از یک نقطه برای ایجاد اشتعال و جرقه احتراق به ساچمه سوخت وارد می گردد (مرحله اشتعال). بعد از تراکم سوخت درون ساچمه در مرحله دوم، باریکه ای از لیزر با توان پتاوات را از طریق روزنه ایجاد شده درساچمه، به صفحه فلزی که درانتهای روزنه تعبیه شده است می تابانند. در اثر برهم کنش لیزر با فلز، الکترون های نسبیتی با انرژی چندین مگا الکترون ولت در داخل ساچمه تولید می شوند. سپس الکترون ها 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 10 kev می شوندکه این گرما باعث اشتعال در ساچمه می گردد. در روش اشتعال سریع می توان در فاز دوم، پروتون های با انرژی mev 5-35 تولیدکردکه انرژی خود را در ساچمه به جای می گذارند و باعث اشتعال می شوند. همچنین در سال های اخیر به جای محفظه کروی سوخت، طرح های استوانه ای شکل با کنترل مغناطیسی در ناحیه پلاسما مورد توجه قرارگرفته است. در این مقاله، بهره همجوشی هسته ای در ساچمه استوانه ای به روش اشتعال سریع در حضور میدان های مغناطیسی 0.25 و 0.5 تسلا در دو حالت مرکز داغ با یک برش و دوبرش محاسبه شده است. همچنین آهنگ انتقال انرژی الکترون های نسبیتی و پروتون های پر انرژی در داخل ساچمه با استفاده ازکدهای محاسباتی mcnpx و fluka محاسبه شده است. محاسبات نشان می دهد که با اعمال میدان مغناطیسی خارجی در ساچمه استوانه ای، بهره انرژی همجوشی برای الکترون ها تا 24 درصد و برای پروتون ها تا 13 درصد افزایش می یابد. همچنین تأثیر میدان مغناطیسی بر آهنگ انتقال انرژی الکترون ها بیشتر می باشد و لذا اشتعال توسط الکترون های نسبیتی دارای بازده بالاتری نسبت به پروتون می باشد.