مطالعه تاثیرات واکنشهای مختلف بر پارامترهای پلاسما در همجوشی دوتریوم-تریتیوم

یکی از روشهای دستیابی به همجوشی هسته ای استفاده از میدان مغناطیسی در محصورسازی پلاسما است و توکامک به عنوان یکی از موفق ترین دستگاههای همجوشی شناخته شده است. در کارهایی که بر روی واکنش همجوشی دوتریوم و تریتیوم انجام شده است از سایر واکنشهای همجوشی ‎lr{d(d,p)t}‎ ، lr{he}‎$‎^3‎$lr{d(‎d,n)‎}‎ و ‎ lr{he}‎$‎^4‎$‎lr{,p)}‎‎lr{he}‎‎$^‎3‎$lr{d(}‎ صرفنظر شده است. به منظور بدست آوردن تحولات زمانی پارامترهای پلاسما از معادلات ترابرد‎ ‎ ذره و انرژی استفاده می شود. در این رساله، با در نظر گرفتن این واکنشهای همجوشی معادلات ذره و انرژی در حالت صفر بعدی مجددا بازنویسی شده است. با حل این معادلات به روش عددی، وابستگی زمانی پارامترهای پلاسمای دوتریوم و تریتیوم بدست آمده است. در نهایت، نتایج بدست آمده با نتایج نظری بدست آمده دیگران مقایسه شده است. از طرفی تحقیقات بر روی واکنشهای همجوشی تنها به سوخت lr{d-t} محدود نمی شود و تحقیقات بر روی سوختهای پیشرفته که از جمله این سوختها سوخت ‎lr{he}‎$‎^3‎$lr{d-}‎ است در حال انجام است. این واکنش، برای محصورسازی به دمای بالاتری نیاز دارد زیرا در مقایسه با واکنش دوتریوم و تریتیوم دارای سطح مقطع کوچکتری است. رآکتور توکامک کروی دارای نسبت ابعاد کوچک است و می تواند پلاسما را تا ‎$etaapprox 1$‎ محصور سازد این توانایی رآکتور کروی منجر به این شده است که رآکتور مناسبی برای واکنش همجوشی lr{he}‎$‎^3‎$lr{d-} به نظر برسد. در این رساله، شرایط اشتعال واکنش lr{he}‎$‎^3‎$lr{d-} با به کار بردن معادلات تبادل ذره و انرژی صفر بعدی محاسبه شده و سپس با استفاده از پارامترهای راکتور توکامک کروی محدوده پایداری برای این واکنش محاسبه شده و نتایج به دست آمده با واکنش همجوشی ‎lr{d-t}‎ مقایسه شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که شرایط اشتعال واکنش lr{he}‎$‎^3‎$lr{d-} در مقایسه با واکنش ‎lr{d-t}‎ به دمای بالاتری نیاز دارد. بعلاوه شرایط اشتعال ‏ این واکنش همجوشی ‎‎ ‎‏در مقایسه با واکنش دوتریوم و تریتیوم ‏ در بازه دمایی محدودتری قرار دارد‎‎.