شرایط گذار به اشتعال غیرتعادلی در افروزش حجمی هدف های کروی ساده

در این پژوهش، شرایط گذار از افروزش تعادلی به اشتعال غیرتعادلی به ازای ساچمه های سوخت کروی ساده به ابعاد چند mm، متشکل از لایه سوخت داخلی DT و لایه خارجی طلا، راه اندازی شده با باریکه یون سنگین Bi209 با استفاده از کد شبیه سازی DEIRA4 مورد مطالعه قرار گرفت. ساچمه های سوخت مفروض به دلیل افزایش کدری پلاسما، قادر به گیراندازی ذرات باردار، تابش و حتی کسری از انرژی نوترون های سریع هستند. بدین ترتیب، سوخت می تواند در چارچوب رهیافت افروزش حجمی و دمای خود- افروزشی پایین تری در حدود keV 2-1 افروخته شود. به منظور کاهش زمان محصورسازی و انرژی راه انداز، افروزش تعادلی باید به اشتعال غیرتعادلی گسترش یابد. در این راستا، تحولات سازوکارهای گرمایشی، اتلافی پلاسما و رقابت میان آنها برای رسیدن به شرایط گذار به اشتعال غیرتعادلی در چنین هدف هایی مورد بررسی قرار گرفت. در این محاسبات، تاثیر سهم انفرادی و تجمعی تمامی عوامل فیزیکی گرمایشی چون سهم ذرات آلفای حاصل از گداخت DT، گرمایش نوترونی به ازای تقریب اولین پراکندگی و واکنش های گداخت ثانویه در مقیاس بازه زمانی افروزش و اشتعال سوخت DT در نظر گرفته شده است. بر این اساس، نشان داده شد که نقش واکنش های ثانویه ای چون DD، He3D و همچنین سهم نهشت انرژی نوترون های MeV 06/14 و MeV 45/2 به ازای تقریب اولین پراکندگی، بر کاهش دمای گذار به اشتعال غیرتعادلی اثر می گذارد. دمای گذار به اشتعال غیرتعادلی در ساچمه سوخت ساده با در نظر گرفتن سهم نهشت انرژی نوترون ها نسبت به اشتعال غیرتعادلی آرمانی keV 6/3 به مقدار کمتری برابر با keV 24/3 کاهش می یابد و به نوبه خود کوچک تر از دمای افروزش آرمانی keV 3/4 طرح افروزش لکه داغ است. به جهت بررسی تاثیر پارامترهای راه انداز در شرایط گذار، محاسبات به ازای پیکربندی های مختلف ساچمه سوخت کروی ساده انجام شد و مشخص شد که کاهش چند برابری در مدت زمان تابش دهی باریکه و افزایش چند برابری در توان ورودی، منجر به کاهش دمای گذار در این نوع از ساچمه ها می شود.