نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• امیر چخماچی ¹
• سمانه فاضل پور ²
• علی نصیری ²

¹ عضو هیئت علمی پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای/ معاون آموزشی پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ای

² پژوهشکده گداخت

چکیده

تاثیر پیش یونش با استفاده از مقاومت شنت 330 مگا اهم بر روی مشخصات عملکردی پلاسمای کانونی نوع مدر با انرژی 4/2 کیلوژول که توسط بانک خازنی 12 میکروفاراد تا حداکثر ولتاژ 20 کیلوولت شارژ می شود، برای گاز هیدروژن ارائه خواهد شد. در این کار مشخصات سیگنال های جریان و مشتق جریان دستگاه در هر دو حالت بدون پیش یونش و با پیش یونش در فشار کاری بهینه 85/0 تور اندازه گیری و مقایسه شد. همچنین پرتوی ایکس سخت گسیلی در هر شات، پرتو یون گسیلی دستگاه در هر شات به ترتیب بوسیله آشکارساز سوسوزن پلاستیک Ne102 اشعه ایکس و فنجان فارادی در هر دو حالت بدون پیش یونش و با پیش یونش، در فشار بهینه اندازه گیری و بررسی شد. نتایج بدست آمده از بررسی سیگنال های جریان و مشتق جریان دستگاه نشان می دهد که با وجود پیش یونش از طریق مدارمقاومت شنت، شکستگی در سیگنال های جریان و مشتق جریان، در زمان تشکیل تنگش، با شیب و عمقی به مراتب بیشتر نسبت به زمانی که مدار پیش یونش فعال نیست، دیده می شود. و این به معنی تشکیل تنگش قوی تر در حضور پیش یونش از طریق مدارمقاومت شنت بوده و نیز تنگش در سیگنالها با وضوح بهتر قابل مشاهده است. ازسوی دیگر بررسی و مقایسه دامنه سیگنال های در یافتی از سیستم تشخیصی فنجان فارادی در دو حالت نشان می دهد که در حضور پیش یونش، شدت پرتو ایکس سخت گسیلی دستگاه به مراتب بیشتر از زمانی است که مدار پیش یونش فعال نیست.

کلیدواژه‌ها

• پلاسمای کانونی
• پیش یونش
• مقاومت شنت
• پرتو ایکس سخت
• شدت پرتو یون
• جریان تخلیه

موضوعات

• فیزیک پلاسما و فناوری فیوژن

عنوان مقاله [English]

The Effect of Pre-Ionization on Improving the Performance of Mather Type Plasma Focus Device MTPF2.4kJ

نویسندگان [English]

• amir chakhmachi ¹
• samaneh fazelpour ²
• Ali Nasiri ²

¹ هیات علمی پژوهشگاه

² پژوهشکده گداخت

چکیده [English]

The effect of pre-ionization using a 330 MΩ shunt resistor on the performance characteristics of a Mather Type plasma focus device with 2.4 kJ energy, which is charged by a 12 μF capacitor bank to a maximum voltage of 20 kV, will be presented for hydrogen gas. In this work, the signal characteristics of the current and the current derivative of the device were measured and compared without pre-ionization and with pre-ionization at an optimal operational pressure of 0.85 Torr. In addition, the emitted hard X-ray and the emitted ion beam in each shot were measured using a Ne102 X-ray plastic scintillation detector and Faraday cup, respectively. These measurements are performed and compared in the presence and absence of pre-ionization at the optimal pressure. The results obtained from the current and the current derivative signals of the device show that in the presence of the initial pre-ionization, the signals are associated with a deeper and sharper fracture, at the pinch time, compared to the circumstances where the pre-ionization circuit is not active. This means that a stronger and more explicit pinch, in the presence of the pre-ionization, is performed compared to when the pre-ionization circuit is inactive. On the other hand, analysis of the Faraday cup signal amplitudes shows that the intensity of the emitted hard X-ray is noticeably higher when the device uses pre-ionization than when the device does not have a pre-ionization circuit.

کلیدواژه‌ها [English]

• Plasma Focus
• Pre-ionization
• Shunt Resistor
• Hard x-ray
• Ion beam intensity
• Discharge current