نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• بابک خان بابائی ¹
• مریم ناصریان ²

¹ عضو هیئت علمی دانشگاه دامغان

² دانشجو

چکیده

لایه کَندگی کربن‌چگالی‌بالا یکی از گزینه‌های امیدبخش در افروزش گرماهسته‌ای در هدف‌های گداخت محصورشدگی لختی است. به منظور کاهش ناپایداری‌های هیدرودینامیکی و همچنین حفظ سوخت از پدیده پیش‌گرمایش، از طراحی لایه کَندگی دوتایی با لایه بیرونی کربن‌چگالی‌بالا که اخیرا توسط محققین مورد توجه قرار گرفته است، استفاده شده است. از این رو در این پژوهش، بهینه سازی لایه کَندگی دوتایی یک هدف کروی دلخواه با تک لایه کَندگی پلی‌استیرن را با استفاده از کد هیدرودینامیکی MULTI-IFE مورد بررسی قرار دادیم. این هدف، تحت تابش باریکه‌های متقارن لیزر با طول پالس ns۷/۲۲، طول موج µm۲۵/۰ و انرژی کل MJ7/1 قرار گرفت. محاسبات ما نشان می‌دهد که ضخامت بهینه کربن‌چگالی‌بالا حدود m۶/۵ است. استفاده از لایه کَندگی دوتایی سبب می‌شود که انرژی لیزر جذب شده در سطح هدف حدود %۸ افزایش یابد. افزایش انرژی جذب شده منجر به افزایش حدود %۵ توان آلفای تولیدی شده و در نتیجه کسر مصرف سوخت حدود % ۵/۱ افزایش می‌یابد. در نهایت بهره سوخت حدود %۱۲ افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

• گداخت محصورشدگی لختی
• افروزش مرکزی
• کد هیدرودینامیکی MULTI-IFE
• لایه کَندگی دوتایی HDC-CH

موضوعات

• فیزیک پلاسما و فناوری فیوژن

عنوان مقاله [English]

Study of the double layer high density carbon-polystyrene ablator in the ignition of inertial fusion targets

نویسندگان [English]

• Babak Khanbabaei ¹
• Maryam Naserian ²

² student

چکیده [English]

High density carbon ablator is one of the promising candidates toward thermonuclear ignition in inertial confinement fusion. A double layer polystyrene-high dense carbon ablator has been used to reduce the hydrodynamic instabilities as well as protect the fuel from the preheating phenomenon. Therefore, in this study, we investigated the optimization of a typical double ablator spherical target with initial polystyrene ablator layer with thickness 37µm by using MULTI-IFE hydrodynamic code. This target was irradiated with symmetrical laser beams with 22.7ns pulse duration, 0.25µm wavelength and 1.7 MJ total pulse energy. Our calculations show that the optimal thickness of the high-density-carbon is about 5.6m. The use of a diamond ablator increases the absorbed laser energy at the target surface by about 8%. Increasing the absorbed energy leads to an increase of about 5% in the alpha power deposition, and as a result the fuel burn fraction increases by about 1.5%. Eventually, fuel gain increases by about 12%.

کلیدواژه‌ها [English]

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