بررسی هیدرودینامیکی هدف در فرآیند همجوشی باریکه یون سنگین

همجوشی هسته ای روشی برای تولید انرژی هسته ای است که از جوش خوردن هسته های سبک بدست می آید. برای رسیدن به شرایط همجوشی لازم است که سوخت به دما و چگالی بالا برسد. برای ایجاد این شرایط بر روی زمین می توان از لیزرها یا باریکه های یونی (همجوشی محصورشدگی لختی) و یا میدان مغناطیسی (همجوشی محصورشدگی مغناطیـسی) استفاده کرد. همجــوشی راه اندازی شده با باریکه یونی را همجوشی یون سنگین می نامند. باریکه های یون سنگین، نهشت انرژی قابل توجهی در ماده دارند و می توانند با اتلاف انرژی نسبتاً کمی به درون ماده نفوذ کنند. انتظار می رود که این باریکـــه ها یکی از گزینه های مناسب برای همجوشی یون سنگین باشند. در این پایان نامه، فرآیند همجوشی یون سنگین را با روش تفاضل محدود در حوزه زمان شبیه سازی کرده ایم. در ابتدا، به بررسی نهشت انرژی باریکه های یون سنگین در هدف پرداخته ایم. سپس شکل پالس ورودی و ضخامت لایه سوخت را بهینه سازی کرده ایم و در نهایت مراحل اشتعال را در فرآیند همجوشی محصورشـدگی لختی مطالعه کرده-ایم. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند که هدفی با لایه های بیسموت، آلومینیوم، دوتریوم-تریتیوم و خلاء و باریکه یونی بیسموت با انرژی mj 32/6 و بهره 343 برای همجوشی یون سنگین مناسب است.