بهره انرژی ساچمه هایی بااشتعال جرقه ای در همجوشی به روش لختی

Abstract

برای تعیین بهره انرژی حاصل از همجوشی به روش لختی (ICF) در ساچمه های چند لایه لازم است معادلات هیدرودینامیکی حاکم بر رفتار پلاسما در مدت زمان محصورسازی حل گردد. ساچمه های چند لایه کروی که در ناحیه مرکزی آن سوخت قرار دارد به وسیله پرتوهای محرک پرانرژی لیزری یا یون سنگین که از بیرون بر آن می تابد متراکم می گردد. انتخاب مناسب نسبت جرمی لایه سوخت به لایه هل دهنده موجب اشتعال ناحیه مرکزی می شود. در حالتی که ساچمه به بیشترین تراکم خود می رسد, چگالی سوخت به بیش از 500 تا 1000 برابر چگالی حالت جامد سوخت می رسد. دما در ناحیه سوخت سرد به سرعت بالا می رود, پلاسما تشکیل می شود و بر همکنشهای همجوشی آغاز می شود. محاسبه تغییرات چگالی, دما و فشار داخل پلاسما برای تعیین شار انرژی جنبشی نوترونها, الکترونها و تابشهایی که از ساچمه خارج می شود لازم است. با استفاده از روش حل عددی معادلات پیوستگی, نیرو و انرژی بر پایه یک معادله پیوستگی نوعی برنامه ای برای تعیین تغییرات چگالی, دما و فشار (بعد از تراکم ساچمه) تهیه شده است. نسبت انرژی خروجی محاسبه شده به انرژی ورودی بهره انرژی ساچمه را تعیین می نماید. با استفاده از این روش برای یک نمونه ساچمه حاوی سوخت دوتریم و تریتیم (D-T) که با پرتوهای یون سنگین متراکم می شد, بهره ای بیش از 400 به دست آمده است.