بررسی خصوصیات اس لپتون استاو و کاربرد ان به عنوان کاتالیزور همجوشی هسته ای

در این پایان نامه ابتدا به لزوم دسترسی به منابع پاک و اقتصادی انرژی و بیان نمونه های از انها می پردازیم و به دنبال ان به مشکلات پیش روی بشر در استفاده از منابع کنونی و منابع پاک اشاره مختصری می کنیم. سپس به عنوان یک منبع پاک انرژی به انرژی حاصل از همجوشی هسته ای و روش های مختلف انجام ان اشاره می کنیم و برخی را به طور مختصر شرح می دهیم. انگاه با توضیح یکی از شیوه های انجام همجوشی با عنوان همجوشی هسته ای با کاتالیزور میونی به شرح روش خود که روشی مشابه اما با کاتالیزوری متفاوت است می پردازیم و به بیان خصوصیات و مسائل به کارگیری این روش به عنوان منبعی پاک برای تولید انرژی می پردازیم. روشی که ما برای انجام همجوشی هسته ای ارائه می دهیم همجوشی با کاتالیزور اس تاو نام دارد. در این روش ذره ی اس تاو که یک اس لپتون بوده و در واقع فراشریک لپتون تاو می باشد نقش کاتالیز کردن اتم های سوخت و رخداد همجوشی بین انها را به عهده دارد. در فصول اینده ما به ترتیب زیر به شرح شبکه های همجوشی با کاتالیزور اس تاو و محاسبات و نتایج حاصل از انها می پردازیم. در فصل دوم به شرح نظریه ی ابرتقارن و ذره ی اس تاو به عنوان یکی از مهمترین ذرات این نظریه می پردازیم. سپس به مقادیر طول عمر گونه های مختلف اس تاو و خصوصیات انها و گونه ی مورد نظر ما برای ادامه ی کار و نیز روش تولید ان اشاره می کنیم. در فصل سوم شبکه های همجوشی با سوخت دوتریوم- دوتریوم و دوتریوم- تریتیوم را با کاتالیزور اس تاو و میون شرح می دهیم و به محاسبه ی پارامترهای مربوط به انها مانند اهنگ تشکیل اتم ها و مولکول ها و اهنگ همجوشی و نیز مقادیر احتمال چسبندگی اس تاو و میون به ذرات باردار ناشی از واکنش های همجوشی می پردازیم. همچنین پارامترهای هر دو روش را با یکدیگر مقایسه می کنیم. در فصل چهارم معادلات سینتیکی قلب راکتور مربوط به شبکه های همجوشی شرح داده شده در فصل سوم را نوشته و با استفاده از مقادیر محاسبه شده ی پارامترهای انها اقدام به حل این معادلات به دو روش استاتیک و دینامیک می کنیم و تغییرات چگالی مواد تولیدی و مقادیر انها را به دست می اوریم. همچنین اختلاف چگالی های این مواد را در حالت استاتیک و دینامیک به دست می اوریم و ان را چگالی اختلالی می نامیم. البته برای روش همجوشی کاتالیزور میون، ما تنها معادلات سینتیکی را در شرایط دینامیک را حل می کنیم. در فصل پنجم با استفاده از نتایج حاصل از فصل سوم و چهارم اقدام به محاسبه ی مقادیر بازده ی چرخش اس تاو و انرژی تولیدی و به دنبال ان بهره ی انرژی به ازای هر اس تاو می پردازیم. سپس چگونگی محاسبه ی اهنگ و توان هر واکنش و نیز میزان مصرف سوخت و ضریب تزریق ان به قلب راکتور را محاسبه می کنیم. همچنین برای تکمیل بحث به شرح تولید سوخت، واکنش های جانبی در قلب راکتور و شرح کلی از یک راکتور همجوشی با سیستم تفکیک اس تاو از ذرات باردار ناشی از واکنش می پردازیم. در اخر نیز به محاسبه ی نتایج نهایی همجوشی با کاتالیزور میونی می پردازیم. در فصل ششم جداول و نمودارهای حاصل از حل معادلات سینتیکی همجوشی که در فصل چهارم اورده شده است پرداخته و به میزان لازم هر کدام را شرح می دهیم. در فصل هفتم نتیجه گیری نهایی از طرح را ارائه می دهیم.