بررسی رفتار مگنتوهیدرودینامیک پلاسما در همجوشی هسته ای به روش اشتعال سریع

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 ?10?^15 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.