بررسی اثر متقابل بین خاکستر هلیوم و ناخالصی‌ها در یک محیط پلاسمای همجوشی غیر نوترونی برای تولید انرژی پایدار

Abstract

در این پژوهش اثر خاکستر هلیوم بر حالت احتراق و سوختن پلاسمای همجوشی غیر نوترونی در راکتور توکامک کروی مورد بررسی قرار گرفت. از آنجایی که حضور خاکستر هلیوم غیر قابل اجتناب است، نسبت زمان محصورسازی ذرات هلیوم به زمان محصورسازی انرژی ρ^* را به عنوان پارامتر سنجش در نظر گرفتیم. بنابراین، اثر غلظت هلیوم با استفاده از معادلات صفر-بعدی توازن توان و توازن ذرات جفت‌شده بر رفتار پلاسما حالت احتراق و سوختن بررسی شد. در این تحقیق، برخلاف پژوهش­‌های قبلی­ ما، پلاسما را غیر آرمانی در نظر گرفتیم و غلظت ناخالصی‌­های Be و W ثابت در نظر گرفته شد تا اثر ناخالصی­‌های رایج در محیط پلاسمای توکامک کروی هم بررسی شود. در واقع، توابع استفاده شده برای محاسبۀ توان اتلاف تابشی بر حسب جدیدترین داده­‌های اتمی و مدل تعادل تاجی و رویکردی جدید هستند. با حل عددی معادلات و رسم منحنی­‌های هم‌توان به این نتیجه رسیدیم که غلظت هلیوم در حالت سوختن پلاسما بیشتر از احتراق پلاسما است و افزایش ρ^* موجب بهبود پایداری در پلاسما می­شود. حاصل‌­ضرب‌سه­‌گانه در حالت سوختن برای ρ^*>4.63 و در حالت احتراق برای ρ^*>3.0 بسته می­‌شود و امکان فعالیت اجرایی پلاسما وجود نخواهد داشت.

Keywords

• توکامک کروی
• همجوشی غیر نوترونی
• خاکستر هلیوم
• ناخالصی
• توازن توان و ذره