بررسی چرخه میونی سیستم کاتالیزور میونی در مخلوط ‏‎d-t‎‏ در نظر گرفتن تشکیل مولکولهای دومیونی

چرخه میونی در همجوشی کاتالیزور میونی تابع پارامترهائی نظیر دما، ضریب چسبندگی میونی، چگالی هیدروژن مایع و کسر غلظتهای انتخابی ایزوتوپهای هیدروژن است این بستگی پارامترها در مطالعات همجوشی کاتالیزور میونی سه جسمی مورد توجه قرار گرفته است. در کارهای تحقیقاتی اخیر رفتارهای پایه ای تشکیل مولکول های چهار جسمی ‏‎pp, tt, dt, pt, dd‎‏ مورد مطالعه قرار گرفته و نشان داده شده است که آهنگهای تشکیل واکنشهای هسته ای برای چنین مولکولهای چهار جسمی به مقدار قابل ملاحظه ای بزرگتر از مولکولهای سه جسمی هسته های مشابه یعنی ‏‎pp , tt, dt , pt, dd‎‏ است و بخصوص برای ‏‎dt‎‏ آهنگ همجوشی برابر ‏‎rf (dt)=3*10 12 -6× 1012 s-1‎‏ گزارش شده است که حدود 40 مرتبه از آهنگ همجوشی ‏‎dt‎‏ بزرگتر است. اهمیت واکنشهای مطرح شده ما را بر این داشت تا در همجوشی کاتالیزور میونی مخلوط ‏‎d/t‎‏ آثار تشکیل مولکولهای چهار جسمی فوق را جستجو کنیم. در این کار تحقیقاتی به علت عدم وجود تمام داده های جسمی فوق را جستجو کنیم. در این کار تحقیقاتی به علت عدم وجود تمام داده های مورد نیاز، فقط شاخه اصلی تشکیل مولکولهای چهار جسمی ‏‎dt‎‏ را بررسی کرده ایم و برای این منظور شبکه واکنش جامع مربوط به مخلوط ‏‎‏‎dt‎‏ با در نظر گرفتن تشکیل مولکولهای دومیونی چهار جسمی را در نظر گرفته و معادلات دینامیکی حاکم بر آن در حالت پایا برای بازده دمائی ‏‎100-1500 k‎‏ در ازا چگالی های مختلف و غلظتهای نسبی دوتریوم و تریتیوم با در نظر گرفتن بستگی های ضریب چسبندگی موثر میون به چگالی غلظت ترتیتوم و دما، حل و ضرائب تکثیر میونی ‏‎xdt‎‏ و ‏‏‎‏‎ْxdt‎‏ که به ترتیب برای حالتهای ‏‎dt‎‏ و ‏‎dt‎‏ می باشند، محاسبه و بهینه ضرائب میونی ‏‎xdt‎‏ و ‏‎xdt‎‏ تعیین شده است. نظر به اینکه اندازه آهنگ تشکیل مولکولهای چهار جسمی ‏‎dt‎‏ تا به حال تعیین نشده است مقدار آن با توجه به شواهد فیزیکی موجود حداکثر به اندازه آهنگ چسبندگی میون به دوترون ‏‎‏‎10 12 s-1‎‏ و حداقل به اندازه آهنگ تشکیل مزومولکولهای ‏‎dt‎‏، یعنی ‏‎10 9 s-1‎‏ انتخاب گردیده است. نتایج محاسبات برای ضریب تکثیر میونی و مقایسه آنها با جوابهای تجربی موجود پیش بینی می کند که آهنگ تشکیل مولکولهای چهار جسمی حدود ‏‎10 9 s-1‎‏ است، یعنی اگر میون به حد کافی در دسترس باشد، این آهنگ در همان محدوده آهنگ تشکیل مولکولهای سه جسمی ‏‎dt‎‏ است. در ادامه بررسی ها با استفاده از آهنگ تشکیل مولکولهای چهار جسمی ‏‎dt‎‏ به دست آمده و سایر داده های موجود، ضریب تکثیر میونی محاسبه شده است و از مقایسه نتایج حاصل از این محاسبات با جوابهای تجربی موجود در مورد ضریب تکثیر میونی مخلوط ‏‎d/t‎‏ بدون در نظر گرفتن تشکیل مولکولهای چهار جسمی، مشاهده می شود که عدم اعمال واکنشهای چهار جسمی، در حالتهائی که میونها با شدت زیاد تزریق نمی شود، تاثیر قابل ملاحظه ای در نتایج محاسبات مولکولهای سه جسمی ندارد و برای حصول بازده های همجوشی بزرگ با برخورد چهار جسمی نیاز به شدتهای بزرگتر میون تابشی در هر پالس است که در حال حاضر طراحی آن در مراکز تحقیقاتی مورد بررسی است.