بررسی رفتار مگنتوهیدرودینامیکی پلاسما در ساچمه های icf به روش اشتعال سریع در حضور میدان مغناطیسی خارجی

اشتعال سریع یکی از روش های هم جوشی در محصورسازی به روش لختی (icf) است. در این روش مرحله پرتودهی ساچمه در دو مرحله انجام می گیرد. در مرحله اول پرتودهی به منظور پیش گرم کردن ساچمه مورد استفاده قرار می گیرد. در مرحله دوم پرتودهی، در اثر برهم کنش باریکه لیزر پرانرژی با لایه فلزی تعبیه شده در داخل ساچمه سوخت دوتریم-تریتیم، الکترون های نسبیتی با انرژی چندین مگاالکترون ولت(mev) تولید می شوند. سپس الکترون ها به سرعت درون سوخت فوق چگال نفوذ می کنند و با جای گذاری انرژی خود در ناحیه کوچکی از ساچمه باعث گرم شدن آن تا دمای kev 10 می شوند که باعث اشتعال در ساچمه می گردد. اشتعال سریع در آزمایشگاه های لیزر در عمل نیز مورد آزمایش قرار گرفته است به عنوان مثال در hiper، پرتودهی در مرحله اول با انرژی در حدود kj 70 به منظور پیش گرم و متراکم ساختن ساچمه و در مرحله دوم با انرژی در حدود kj 200 به منظور ایجاد جرقه اشتعال و در نهایت انجام هم جوشی مورد استفاده قرار گرفته است. از مزیت های این روش استفاده از لیزرهایی با پرتوهای کم انرژیتر است. به عنوان مثال در لیزرهای مورد استفاده در مرکز تحقیقات هم جوشی آمریکا (nif) که از روش اشتعال مستقیم استفاده می شود به پرتوهایی با انرژی در حدود mj 2 نیاز است. همچنین افزایش بهره هم جوشی از مزیت های دیگر روش اشتعال سریع می باشد. با استفاده از ساچمه های استوانه ای و اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی می توان جریان پلاسما را بیش تر در مرکز ساچمه و روی محور استوانه متمرکز کرد تا اتلاف گرمایی ناشی از برخورد ذرات پلاسما با دیواره های ساچمه به کم ترین مقدار خود برسد و در نهایت باعث افزایش بهره انرژی شود. این روش به عنوان هم جوشی در هدف های مغناطیده (mtf) شناخته می شود. ما دو حالت یکی میدان مغناطیسی با شدت 5 تسلا و دیگری بدون اعمال میدان مغناطیسی را در نظر گرفتیم و تفاوت این دو حالت را به وسیله کد fct بررسی کردیم. هدف از بررسی این دوحالت نمایش تأثیر میدان مغناطیسی بر ساچمه های icf و بررسی کمیت های ماکروسکوپی چگالی، دما و فشار پلاسما با استفاده از معادلات مگنتوهیدرودینامیکی(mhd) بوده است. در نهایت با شبیه سازی منطقه داغ، در حالت وجود میدان مغناطیسی به شدت 5 تسلایی که به عنوان نمونه ای عملی درنظر گرفته شد، افزایش نسبی دما و چگالی را به ترتیب بیش از 5 و 19 درصد در مرکز منطقه داغ به دست آوردیم.