طراحی راکتور تلفیقی: فیزیک پلاسما ، سیستم چرخه سوخت ، بهره برداری و نگهداری

پلاسمای فیوژن

پلاسمای فیوژن

ما روی همجوشی محاصره اینرسی (ICF) کار می کنیم که شامل تمرکز صدها پرتو لیزر بر روی یک هدف به اندازه یک سانتی متر است. هدف ، ساخته شده از دوتریوم و تریتیوم منفجر می شود و تحت همجوشی قرار می گیرد - همان فرایندی که ستارگان را نیرو می دهد. این فرآیند مقدار زیادی انرژی تولید می کند و استفاده از آن می تواند منبع بی حد و حصر انرژی برای آینده بشریت باشد.

میدان مغناطیسی در توکامک

ایزوتوپ های لیتیوم

لیتیوم طبیعی (3Li) از دو ایزوتوپ پایدار لیتیوم 6 و لیتیوم 7 تشکیل شده است که دومی آن بسیار بیشتر است: حدود 92.5 درصد اتم ها. هر دو ایزوتوپ طبیعی در مقایسه با عناصر سبک تر و سنگین تر ، هلیوم (7.1 MeV) و بریلیوم (6.5 MeV) در مقایسه با عناصر سبک تر و سنگین تر ، انرژی اتصال هسته ای کمتری به ازای هر نوکلئون (5.3 مگاوات ولت) دارند. طولانی ترین رادیوایزوتوپ لیتیوم لیتیوم 8 است که نیمه عمر آن فقط 839.4 میلی ثانیه است. نیمه عمر لیتیوم 9 178.3 میلی ثانیه و نیمه عمر لیتیوم 11 حدود 8.75 میلی ثانیه است. تمام ایزوتوپهای باقیمانده لیتیوم دارای نیمه عمر کوتاهتر از 10 نانو ثانیه هستند. 

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

راکتور زیر بحرانی ، طیف وسیعی از طرح ها با استفاده از منابع مختلف نوترونی خارجی از جمله اسپالسیون برای ایجاد شکافت غیر خود پایدار (راکتورهای ترکیبی-شکافت ترکیبی در این دسته قرار می گیرند).

همجوشی کاتالیزور موون ، که از ذرات عجیب و غریب برای دستیابی به احتراق همجوشی در دماهای نسبتاً پایین استفاده می کند.

راکتور Breeder ، یک راکتور هسته ای است که بیشتر از آنچه مصرف می کند مواد شکافت پذیر در سوخت تولید می کند. 

فرایند COLEX

فرایند COLEX (یا جداسازی COLEX) یک روش شیمیایی جداسازی ایزوتوپی لیتیوم -6 و لیتیوم -7 است که بر اساس استفاده از جیوه است. COLEX مخفف ستون تبادل است.

از ابتدای دوران اتمی ، انواع روشهای غنی سازی لیتیوم (مانند تبادل شیمیایی ، الکترومغناطیسی ، لیزری ، گریز از مرکز) توسعه یافته است و فرآیند COLEX تا کنون گسترده ترین روش اجرا شده است.

ترکیبی از همجوشی و شکافت هسته ای

یکپارچگی شکافت هسته ای ترکیبی (قدرت هسته ای ترکیبی) وسیله ای است برای تولید نیرو با استفاده از ترکیبی از فرایندهای همجوشی هسته ای و شکافت.

ایده اصلی این است که از نوترونهای سریع با انرژی بالا از یک راکتور همجوشی برای ایجاد شکافت در سوختهای غیر شکننده مانند U-238 یا Th-232 استفاده شود. هر نوترون می تواند چندین رویداد شکافت را آغاز کند و انرژی آزاد شده توسط هر واکنش همجوشی را صدها بار ضرب کند ، اما هیچ واکنش زنجیره ای خودپایشی از شکافت وجود ندارد.  

پژوهشگران گروه مهندسی فیزیک لیزر و پلاسما

پژوهشگران گروه مهندسی فیزیک لیزر و پلاسما

علایق تحقیقاتی: تداخل لیزر - پلاسما ، فوتونیک پلاسما ، همجوشی محرک اینرسی و فیزیک پلاسما

علایق تحقیقاتی: برهمکنش لیزر-پلاسما و انتقال انرژی پرتوی متقاطع در همجوشی با حرکت مستقیم

علایق تحقیقاتی: فیزیک با چگالی انرژی بالا ؛ فعل و انفعالات شدید تابش - ماده ؛ طیف سنجی پلاسما ؛

امواج ضربه ای و پدیده های هیدرودینامیکی درجه حرارت بالا ؛ بی ثباتی هیدرودینامیکی ؛ میدانهای مغناطیسی؛

همجوشی محدود اینرسی

همجوشی هدف مغناطیسی شده

Magnetized Target Fusion (MTF) یک مفهوم قدرت همجوشی است که ترکیبی از ویژگی های همجوشی سلول مغناطیسی (MCF) و همجوشی حفره اینرسی (ICF) است. همانند رویکرد مغناطیسی ، سوخت همجوشی در حالیکه در یک پلاسما گرم می شود ، در میدان های مغناطیسی در چگالی کمتری محدود می شود. همانند رویکرد اینرسی ، همجوشی با فشردن سریع هدف شروع می شود تا چگالی و درجه حرارت سوخت بسیار افزایش یابد. 

تشخیص نوترون و پروتون برای دستگاههای همجوشی پلاسما پالس

تشخیص نوترون و پروتون برای دستگاههای همجوشی پلاسما پالس

در این فصل برخی از تکنیک ها و تشخیص های تشخیص نوترون و پروتون شرح داده شده است. این بیشتر بر روی محصولات واکنش همجوشی DD متشکل از نوترون 2.5 مگا ولت  و پروتون 3 مگا الکترون ولت است. علاوه بر این ، با توجه به تجربه نویسندگان ، سعی شده است برخی آزمایشات و نتایج به طور خاص در دستگاه تمرکز پلاسما شرح داده شود.