پديد آورنده :
بابادي، مرضيه
عنوان :
بررسي ناپايداري ويبل در پلاسماي همجوشي به روش محصور سازي لختي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده فيزيك
صفحه شمار :
پانزده،85ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
اكبر پروازيان
استاد مشاور :
محمدحسن علامت ساز
توصيفگر ها :
همجوشي هسته اي , فيزيك پلاسما
استاد داور :
ظفرالله كلانتري، مريم حسنوند
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/08/29
چكيده فارسي :
1 چكيده اشتعال سريع در روش محصورسازي لختي ICF به عنوان طرحي با هدف كاهش انرژي اوليه در اشتعال پيشنهاد شد در اين روش تراكم و اشتعال تفكيك شده است در گرمايش توسط الكترون هاي سريع بعد از مرحله تراكم سوخت الكترون هاي سريع به دليل برخورد ليزر پرتوان 2 6121 w cm با نوك مخروط فلزي تعبيه شده در ساچمه توليد مي شوند اين الكترون ها انرژي خود را در سوخت به جا مي گذارند و موجب راه اندازي برهمكنش همجوشي مي شوند در اين مرحله از روش اشتعال سريع چون پالس از يك جهت به پالسما مي تابد ناهمسانگردي در محيط پالسما ايجاد مي شود اين ناهمسانگردي به دليل ورود جريان الكترون هاي نسبيتي به سوخت ايجاد مي شود در شرايطي كه در پالسما ناهمسانگردي وجود داشته باشد به منظور سوق پالسما به حالت تعادل و كاهش انرژي آزاد توليد شده توسط ناهمسانگردي ناپايداري ويبل ايجاد مي شود اين ناپايداري موجب تقويت يك اختالل مغناطيسي مي شود به طور كلي ناپايداري به فرآيندي گفته مي شود كه در صورت دور بودن پالسما از حالت تعادل به وجود مي آيد و موجب برانگيخته شدن امواج يا آشفتگي هايي در آن مي شود ناپايداري ويبل با تقويت ميدان مغناطيسي در جهت عمود بر صفحه ناهمسانگردي خود را نشان مي دهد در اين پژوهش به بررسي اين ناپايداري ايجاد شده در مرحله آخر روش اشتعال سريع پرداخته شده است براي اين منظور به شبيه سازي پالسما در شرايط گفته شده با استفاده از كد شبيه سازي XOOPIC كه كدي رايج در شبيه سازي محيط پالسما مي باشد پرداختيم در ابتدا بدون حضور مخروط در ساچمه به بررسي اين ناپايداري پرداختيم نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه ناپايداري ويبل در اين حالت در زمان هاي ابتدايي رشد كرده و بعد از رسيدن به مقداري بيشينه سريعا افت مي كند در ادامه به بررسي رشد اين ناپايداري در پالسما با حضور مخروط آلومينيومي پرداختيم در اين حالت ليزر ابتدا با آلومينيوم برخورد كرده و موجب شتاب گرفتن الكترون هاي آلومينيوم مي شود اين الكترون ها وارد محيط پالسما مي شوند در اين حالت ناپايداري ويبل در زمان هاي ابتدايي كم تر از حالت قبل رشد مي كند اما در زمان هاي تاخيري بعد از يك كاهش نسبي دوباره افزايش مي يابد همچنين در ادامه به جاي آلومينيوم از فلز طال نيز استفاده شد در اين حالت انرژي بيشتري به پالسما منتقل مي شود نتايج نشان داد كه در حالت استفاده از طال باز هم ناپايداري در ابتدا رشد كمي دارد و در زمان هاي تاخيري بيشتر تقويت مي شود در موارد شبيه سازي شده چگالي توان خروجي لحظه اي نيز محاسبه و مقايسه شد با توجه به مشاهدات در شبيه سازي هاي انجام شده نتيجه ي كلي به اين صورت به دست آمد كه با افزايش جريان الكتروني وارد شده به محيط پالسما انرژي پالسما افزايش يافته ناهمسانگردي و ميدان مغناطيسي عمود بر ناهمسانگردي در زمان هاي اوليه با شيب ماليم تري رشد مي كنند و در ادامه تقريبا ثابت مي مانند همچنين بيشينه ي چگالي توان خروجي لحظه اي با افزايش ميدان هدايت كننده و كاهش رشد و ثبات بيشتر ناپايداري ويبل ثبات بيشتري مي يابد
چكيده انگليسي :
The Study of Weibel Instability in Fusion Plasma in Inertial Confinement Marzie babadi m babadi@ph iut ac ir Date of submission 2016 August 06 Department of physics Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree MSc Language FarsiSupervisor parvazin@cc iut ac irAbstractFast ignition in ICF was proposed as an alternative ignition scheme aimed to reduce the driverequirements by separating fuel compression and ignition in two steps In electron driven fastignition EFI after fuel compression stage a fast electron jet is generated near the cone tip by anultra high intensity laser beam 1020 W cm2 Fast electrons deposit their energy in the compressedfuel triggering the fusion reaction At this stage laser pulse was entered from one direction in to theplasma region which create an anisotropy in plasma This anisotropy is caused due to relativisticelectrons flow that injected to the fuel In presence of anisotropy weibel Instability leading theplasma to equilibrium state and reduced free energy generated by anisotropy This instabilityenhances a magnetic disturbance in the plasma In general non equilibrium process is calledinstability case The excited waves or disturbances in plasma produes instability Weibel instabilityby strengthening the magnetic field in the perpendicular direction of the anisotropy can occurs Inthis research we have studied the instability created in the last stage of the fast ignition For thispurpose we used XOOPIC code for simulation of plasma region This code is a tradition code insimulation of plasma regions First we have investigated this instability in the absence of horns inthe fuel ball The results show that Weibel instability at the initial time growth and decline rapidlyafter reaching peak Next we have investigated the growth of instabilities in the plasma in thepresence of aluminum cone At this case the laser start dealing with aluminum and causes theacceleration of electrons these electrons are entered into the plasma environment Weibel Instabilitygrows in the initial times less than later time Finally weibel Instability growt rate after a relativereduction will rises again Then we used a foil of gold instead of aluminum foil in the fuel zone Atthis case more energy is transferred in to the plasma The results showed that in the case of gold growing instability in the first times is few and at the delay time is very high We have also calculatedthe exit power and compared it with results of the reference According to the observations in thesimulation as increasing the electron flow that entered into the plasma the plasma energy isincreased Also anisotropy and magnetic field in the initial time grow with a gentler slope and thenremain constant finally The maximum of exit power was remained more constant by increasing theleading field so that the growth rate of the weibel instability decreases at the final stage
استاد راهنما :
اكبر پروازيان
استاد مشاور :
محمدحسن علامت ساز
استاد داور :
ظفرالله كلانتري، مريم حسنوند
