شبیه سازی و اندازه گیری فوتونوترون های توکامک دماوند

در این پایان نامه، تابش های ترمزی ناشی از برخورد الکترون های فراری به محفظه توکامک و فوتونوترون های تولیدی از برهمکنش این فوتون های ایکس با گاز دوتریم درون محفظه اندازه گیری و شبیه سازی شد. ابتدا با استفاده از نرم افزار mcnp فرآیند های مربوط به برخورد الکترون های فراری با محفظه توکامک و تولید پرتوی ایکس ترمزی و فوتونوترون ها به عنوان پرتوهای ثانویه و به دلیل برهمکنش فوتون های ایکس با گاز دوتریم درون محفظه تولید می شوند، شبیه سازی شد. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایش ها مقایسه شد. در شبیه سازی ابتدا هندسه توکامک با جزئیات کامل تعریف شد، سپس شبیه ترین چشمه برای الکترون ها انتخاب شد. با استفاده از نرم افزار شار و طیف انرژی پرتوی ایکس و فوتونوترون را به ازای یک الکترون به دست آمد. خروجی نرم افزار شار بالای ایکس یعنی در حدود 1-10×2356/4 برای کل فوتون پرتوی ایکس خارج شده از توکامک به ازای یک الکترون فراری برخوردی با دیواره و پرتوهای رسیده به محل آشکارساز به قطر 1 اینچ(m5/0 توکامک) 5-10×33/1 فوتون نشان داد. همچنین شار نزدیک به صفر یعنی حدود 17-10 فوتونوترون به ازای یک الکترون فراری را برای توکامک دماوند محاسبه کرد. تعداد الکترون های فراری از در توکامک دماوند در حدود 1014-1015 عدد است. در مرحله دوم آزمایش های آشکارسازی ایکس و نوترون انجام شد. با استفاده از آشکارساز سوسوزن nai طیف انرژی پرتوهای توکامک دماوند به دست آمد. برای شمارش فوتونوترون ها از روش فعال سازی و رد هسته ای استفاده شد. نتایج به دست آمده از هر دو آشکارساز نشان داد که فوتونوترون های توکامک دماوند در صفر و یا در حد زمینه است. همچنین آزمایش ها نتایج حاصل از شبیه سازی را کاملاًٌ تایید می کنند. عدم تولید نوترون در توکامک دماوند به این امکان را می دهد که بدون نگرانی از تولید نوترون و بدون نیاز به ساخت حفاظ نوترون، تحقیقات برای پلاسمای دوتریم در توکامک دماوند انجام شود.