بررسی برهمکنش پالس لیزری پر شدت با پلاسمای حاصل از سوخت همجوشی هسته ای در حضور میدان مغناطیسی مایل خارجی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه گیلان

2 عضو هیات علمی دانشگاه گیلان

چکیده

در سال های اخیر برهمکنش پالس های لیزری فوق کوتاه با هدف جامد به دلیل کاربردهایی که در طرح همجوشی محصورشدگی لختی دارد، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در همجوشی محصورسازی لختی به روش لیزری به منظور مشتعل کردن سوخت ، باید ناحیه مرکزی تحت عنوان لکه داغ تا حد ممکن برای بیشینه کردن اثر خودگرمایش اولیه گرم شود. در این پژوهش برای رسیدن به شرایط گداخت سوخت هیدروژن-بور، از مدل شتابدهی بلوک پلاسما، بواسطه برهمکنش پالس های لیزری پرشدت با پلاسما استفاده می شود. اعمال میدان مغناطیسی خارجی به پلاسمای حاصل از لیزر بسیار مورد توجه است، چرا که میدان مغناطیسی می تواند برای کنترل بهتر ویژگی های پلاسما استفاده شود. با افزایش شدت میدان مغناطیسی خارجی مایل، پالس متمرکزتر شده و مقدار گذردهی پلاسما افزایش یافته است و این افزایش، به معنای ایجاد کانالی هموار برای نهشت هرچه بهتر انرژی لیزر فرودی بر لکه داغ سوخت مورد نظر می باشد. همچنین مشاهده شد که با تغییرات میزان زاویه مایل میدان مغناطیسی اعمالی خارجی، میزان گذردهی پلاسما دچار تغییر خواهد شد. بنابراین در این شرایط می توان بدون استفاده از یک پالس لیزر پرتوان و تنها با تغییرات زاویه مایل یک میدان مغناطیسی خارجی، انرژی آستانه احتراق در لکه داغ را کاهش داد. این در حالی است که با استفاده از مدل شتابدهی بلوک پلاسما ، هدایت حرارتی الکترون ها کاهش یافته است و در نتیجه انرژی آستانه گداخت کاهش می یابد و این نشان دهنده بهبود شرایط گداخت در حضور میدان مغناطیسی مایل برای تولید بهره بالا می باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The interaction of a high-intensity laser pulse with plasma in a laser fusion in the presence of an obliquely external magnetic field

نویسنده [English]

  • mojan mobaraki 1
چکیده [English]

In recent years, the interaction of ultrashort laser pulses with solid target for applications in inertial
confinement fusion project has been regarded. In order to ignite a target fuel capsule in an inertial
confinement fusion by laser, the central region as called hot spot must be heated as much possible to
maximize the initial self-heating effect. In this article, to achieve the fusion of hydrogen-boron fuel is
used the model block acceleration of plasma by laser-plasma interaction. By considering Maxwell's and
hydrodynamic equations, it can be observed that with the increase of obliquely external magnetic field ,
the pulse is focused and the dielectric permittivity of the plasma increases. It is obtained that with
increasing the Ѳ -angle, the angle between B0 and x-axis, the oscillations of the electron density
distribution and the dielectric permittivity of the plasma are increased. So, in these conditions without
the use of a powerful laser pulses and just by changing the angle, the threshold energy in hot spot
decreases. Besides, the thermal conductivity of electrons reduced, it can be said that the threshold
energy decreases and this represents an improvement of conditions for fusion.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ultrashort laser pulses
  • inertial confinement fusion
  • hydrogen-boron
  • the thermal conductivity