مطالعه شرایط فیزیکی بهینه اشتعال سریع در پلاسمای واگن

یکی از روش های همجوشی به روش محصورسازی اینرسی، روش اشتعال سریع است که با استفاده از محرک های جداگانه برای فشردگی و اشتعال سوخت، دارای انرژی محرک پایین تر و در نتیجه مقدار بهره بالاتری نسبت به مدل کلاسیکی لکه داغ می باشد. از طرفی، اشتعال سوخت های پیشرفته با توجه به مزیت مهم تمیز بودن آن ها، به دلیل داشتن دمای بالا و مکانیزم های اتلاف انرژی، حتی با استفاده از روش اشتعال سریع، میسر نمی باشند. با ایجاد پلاسمای واگن، در شرایط چگالی بالا و دمای پایین، می توان شرایط اشتعال را بخصوص در مورد سوخت های پیشرفته، تا اندازه زیادی بهبود بخشید. در این پروژه نشان داده شده است که اثرات واگنی، به علت محدودیت گذارهای الکترونی ناشی از اصل طرد پائولی و اثر استتار الکترون ها حول یون ها، به طور موثری، باعث کاهش برخورد یون-الکترون، تابش ترمزی، اثر کامپتون، تابش ترمزی معکوس و دیگر فرآیندهای اتلافی می شوند.با درنظر گرفتن یک مدل دو گره ای برای طرح اشتعال سریع، به صورت گره 1، به عنوان مشتعل کننده با سوخت d/t جهت کاهش دمای اشتعال و گره 2، که سوخت سرد اطراف لکه داغ را که قسمت اعظم سوخت را شامل می شود، با سوخت d/3he، جهت کاهش محتوای نوترون در محیط، در نظر گرفته شده است. سپس، اشتعال سوخت، انتشار سوخت و بهره هدف، با حل معادلات دینامیکی حاکم بر ذرات برهمکنش کننده در گره 1 و 2، در شرایط پلاسمای واگن، با در نظر گرفتن مکانیزم های اتلاف انرژی و محاسبه آهنگ همجوشی برای هسته های سبک، مورد مطالعه قرار گرفته است. با بهینه کردن شرایط اشتعال، بهره هدف، مینیمم دمای اشتعال و چگالی سطحی لکه داغ، به ترتیب، 145، kev 5 و g/cm24/5 ، بدست آمده است.