محاسبه بهره همجوشي اشتعال سريع با حضور ميدان مغناطيسي توسط الكترونهاي نسبيتي و باريكه هاي پروتون

Investigation of Fusion Gain In Fast Ignition With Magnetic Target By Relativistic Electrons and Protons

اشتعال سريع يكي از روش هاي همجوشي لختي (ICF) است. در اثر برهمكنش باريكه ليزر پر انرژي با فلز آلومنيم تعبيه شده در داخل ساچمه سوخت دوتريم - تريتيم، الكترون هاي نسبيتي با انرژي چندين مگا الكترون ولت توليد مي شوند .سپس الكترونها به سرعت درون سوخت فوق چگال نفوذ مي كنند و با جايگذاري انرژي خود در ناحيه كوچكي از ساچمه باعث گرم شدن آن تا دماي keV 10 ميشوند كه باعث اشتعال در ساچمه مي شود. همچنين با قرار دادن فلز مس بجاي آلومنيم مي توان پروتون هاي با انرژي MeV 5-35 توليد كرد كه انرژي خود را در ساچمه به جاي مي گذارند و باعث اشتعال ميشوند. در اين كار، بهره همجوشي هست هاي در ساچمه استوان هاي به روش اشتعال سريع در حضور ميدان هاي مغناطيسي 0/25 و 0/5 تسلا در دو حالت مركز داغ با يك برش و دوبرش محاسبه شده است. همچنين آهنگ انتقال انرژي الكترونهاي نسبيتي و پروتون هاي پر انرژي در داخل ساچمه با استفاده از كد محاسباتي FLUKA محاسبه شده است. محاسبات نشان مي دهد كه با اعمال ميدان مغناطيسي خارجي در ساچمه استوانه اي بهره انرژي همجوشي براي الكترونها تا 24 درصد و براي پروتونها تا 13 درصد افزايش مي يابد

Fast ignition is the new method in inertial confinement fusion (ICF). In the first stage, fuel is compressed by laser or ion beams. In the second phase, relativistic electrons are constructed by pettawatt laser in the fuel. Also, in the second phase 5-35 MeV protons can be generated in the fuel. Electrons or protons can penetrate in ultra-density fuel and deposit their energy in the fuel . Magnetic field effects on relativistic electrons energy deposition rate in fuel. In this work, fast ignition method in cylindrical fuel chambers will be investigated and transportation of the relativistic electrons and protons will be calculated by using FLUKA code with 0.25 and 0.5 Tesla magnetic field in single and dual hot spot. Furthermore, the transfer rate of relativistic electrons and high energy protons to the fuel and fusion gain will be calculated. Our calculations show that presence of external magnetic field guarantee higher fusion gain.