بررسی سینماتیکی اشتعال و سوختن سوخت های کاتالیزوری تریتیومی در ایده احتراق سریع در همجوشی محصور شدگی لختی

ایده ی احتراق سریع یکی از روش های امید بخش جهت تجاری سازی راکتورهای همجوشی محصور شدگی لختی به شمار می آید. مطالعات و شبیه سازی های بسیاری به چرخه ی سوخت دوتریوم-تریتیوم (dt) اختصاص یافته است. از این رو در این رساله، احتراق سریع سوخت پیش فشرده ی dt با باریکه ی دوترونی، مد نظر قرار گرفته است. با فرض توزیع انرژی ماکسولی دوترون ها با میانگین انرژی mev3، اتلاف انرژی این ذرات در پلاسمای سوخت پیش فشرده با چگالی 3-gcm300 محاسبه شده است. محاسبات نشان می دهد، با در نظر گرفتن نهشت انرژی ذرات آلفای ناشی از همجوشی غیر حرارتی دوترون های فرودی با تریتون های سوخت، توان نهشتی در مقایسه با باریکه ی یون های مشابه، %6 افزایش می یابد. در حال حاضر یکی از عمده نگرانی های نیروگاه های هسته ای قدرت، مشکلات ناشی از پسمان های هسته ای است. امید است این امر در نیروگاه های همجوشی هسته ای، تا حدود زیادی مرتفع گردد. با این وجود، همچنان مشکلات حفاظت پرتوی ناشی از انباشت تریتیوم در پوشش بارور زاینده و فعالسازی مواد ساختمان راکتور ناشی از نوترون های واکنش همجوشی dt، قابل توجه است. از این رو سوخت عمدتا حاوی دوتریوم همراه با مقدار اندکی تریتیوم (dtx) مورد بررسی قرار گرفته است. با مطالعه ی مکانیزم های تولید و اتلاف انرژی، محدوده های مجاز سوخت پیش فشرده و باریکه ی پروتونی فرودی، به منظور احتراق و اشتعال سوختن سوخت همجوشی در حالت کاتالیزوری ترتیومی بررسی شده است. چگالی جرمی 2-gcm5?r? و کسر تریتیوم اولیه ی 0.025=x، مقادیر پیشنهادی سوخت پیش فشرده و میانگین انرژی باریکه 3<ep<10mev،، زمان تپش پالس ps15tp??5 و توان 1-ps3kevcm1022×(15wp??5)، مقادیر پیشنهادی باریکه ی پروتونی فرودی است. در انتها، ترکیب سوخت dtx3hey با تاکید بر حفظ نقش کاتالیزوری تریتیوم مورد بررسی قرار گرفت. مقادیر کسر تریتیوم و هلیوم-3 اولیه ی سوخت 0.022=x و 0.38=y پیشنهاد شده است. با مقادیر فوق، ضمن حفظ حالت کاتالیزوری تریتومی، شار نوترونی تولیدی در سوخت به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد.