بخشی از مقاله

خلاصه

در راکتور همجوشی توکامک، چهار برهم کنش اصلی - D - D,n - 3He, D - D,p - T, T - D,n - 4He, 3 He - D,p - 4He - به دلیل داشتن بالاترین سطح مقطع ها نسبت به دیگر واکنش های همجوشی هسته ای، مورد توجه هستند. در این مقاله، ما چهار برهم کنش اصلی همجوشی را با در نظر گرفتن غلظت های مختلف تریتیوم در راکتور توکامک مطالعه کرده ایم. نتایج عددی دما و چگالی بر اساس معادلات تعادل انرژی و ذره در مدل صفر بعدی به دست آمده اند.

مقدمه

در روش همجوشی محصورسازی مغناطیسی - MCF - ، برای محصور سازی پلاسما از میدان مغناطیسی قوی استفاده می شود. تاکنون تلاشهای بسیاری در زمینه ساخت رآکتورهایی که با این روش کار می کنند انجام شده است که یکی از آنها رآکتور همجوشی هسته ای ایتر - ITER - می باشد.

برای ایجاد همجوشی هسته ای، ضروری است که دو هسته به اندازه کافی به هم نزدیک شوند و در فاصله ای نسبت به هم قرار گیرند که نیروی جاذبه هسته ای قوی حاکم، و بر دافعهی الکترواستاتیکی حاصل از بار مثبتشان غلبه کنند 

اولین و مهمترین سوخت در سیستم توکامک سوخت دوتریوم و تریتیوم می باشد؛ زیرا ترکیب دوتریوم و تریتیوم به راحتی مشتعل می شود و در بین سایر واکنشهای همجوشی دارای بالاترین سطح مقطع و در نهایت آهنگ همجوشی است و در کمترین دما انجام می گیرد. واکنش مورد نظر T - D,n - 4He می باشد. واکنشهای دیگری نیز در پی این واکنش رخ می دهند، که محمترین آنها سه واکنش D - D,n - 3He, D - D,p - T, 3 He - D,p - 4He می باشد.

روش کار

ترکیب یونهای D-T - دوتریوم-تریتیوم - می تواند تغییر کند. ترکیب سوخت ایزوتوپی یک پارامتر بحرانی راکتور است؛ چون این پارامتر تاثیر بزرگی بر توان پلاسمای همجوشی تولید شده دارد.[6] در این کار تحقیقاتی، از یک مدل صفر بعدی برای معادلات تعادل ذره و انرژی استفاده میکنیم. در این مدل، فرض میکنیم یونها و الکترونها از توزیع ماکسولی پیروی میکنند و در همه زمانها دمای یکسانی دارند، .Ti  Te ترکیب یون های تزریق شده دوتریوم و تریتیوم می تواند تغییر کند. معادلات تعادل به صورت زیر است:

در این پژوهش، معادلات تعادل ماده و انرژی را با در نظر گرفتن واکنشهای مختلفی که در محدوده دمایی مورد نظر در راکتورهای توکامک رخ می دهند، حل و پارامترهای دما و چگالی پلاسما را در غلظتهای نسبی تریتیوم 0/3 ، 0/4 ، 0/5 ، 0/6 و 0/7 به عنوان تابعی از زمان محاسبه نموده ایم.

شکل شماره 1 تغییرات دمای پلاسما را با در نظر گرفتن واکنشهای مختلف در غلظتهای نسبی تریتیوم بر حسب زمان نشان می دهد. همانطورکه در این شکل ملاحظه می شود، دما از مقادیر کم و ناپایدار به یک نقطه تعادل پایدار با دمای بالاتر می رسد.

شکل - 1 تغییرات دمای پلاسما با در نظر گرفتن واکنشهای مختلف در غلظتهای نسبی تریتیوم نسبت به زمان

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید