نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشگاه دامغان

2 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه دامغان

10.24200/nst.2021.739.1503

چکیده

افروزش مرکزی یکی از ایده‌های اصلی گداخت محصورشدگی لختی است. در این ایده، هدف تحت تابش متقارن و یکنواخت باریکه‌های لیزری قرار می‌گیرد. مطالعه طراحی لایه‌های هدف، با استفاده از کدهای هیدرودینامیکی، اهمیت زیادی در بهبود عملکرد هدف و بهره سوخت دارد. از این رو، در این پژوهش، بهینه‌سازی یک هدف کروی دلخواه با لایه کَندگی پلی‌استیرن را با استفاده از کد هیدرودینامیکی MULTI-IFE مورد بررسی قرار دادیم. با توجه به خواص فیزیکی قابل توجه الماس، از آن جهت بهینه سازی لایه کَندگی استفاده شده است. این هدف، تحت تابش باریکه‌های متقارن لیزر با انرژی کل MJ7/1 و بیشینه توان حدودی TW600 قرار گرفت. محاسبات ما نشان می‌دهد که ضخامت بهینه الماس حدود m18 است. استفاده از لایه کَندگی الماس سبب می‌شود که انرژی لیزر جذب شده در سطح هدف حدود %16 افزایش یابد. افزایش انرژی جذب شده منجر به افزایش حدود %4 بیشینه دمای یون‌ها شده و در نتیجه کسر مصرف سوخت حدود %1 افزایش می‌یابد. در نهایت بهره سوخت حدود %9 افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study of ignition and burn dynamics of inertial fusion target with diamond ablator using MULTI-IFE hydrodynamic code

نویسندگان [English]

  • Babak Khanbabaei 1
  • Seyedeh Mobina Hosseini 2

2 M.Sc. student in Damghan university

چکیده [English]

Central ignition is one of the main ideas of inertial confinement fusion. In this idea, the target is irradiated symmetrically and uniformly by laser beams. Study of target layer design, by using hydrodynamic codes, is very important in improving target performance and fuel gain. Therefore, in this study, we investigated the optimization of a typical spherical target with a polystyrene ablator by using MULTI-IFE hydrodynamic code. Considering remarkable physical properties of diamond, it has been used to optimize the ablator layer. This target was irradiated with symmetrical laser beams with 1.7 MJ total pulse energy and a peak power of about 600TW. Our calculations show that the optimal thickness of the diamond is about 18m. The use of a diamond ablator increases the absorbed laser energy at the target surface by about 16%. Increasing the absorbed energy leads to an increase of about 4% in the maximum temperature of the ions, and as a result the fuel burn fraction increases by about 1%. Eventually, fuel gain increases by about 9%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Inertial confinement fusion
  • Central ignition
  • MULTI-IFE hydrodynamic code
  • Diamond ablator