معیار پارامترهای مجاز افروزش لکه داغ در سوخت دوتریوم تریتیوم آلاییده یونی

پیش از آغاز افروزش، سوخت ممکن است از مسیرهای مختلفی از جمله مواد سازنده لایه قطع‌کننده هدف، دیواره‌ی هولرام، اندرکنش دیواره جانبی هدایتگر مخروطی با سوخت در مرحله انفجار درونی و ماده نوک مخروط، منجر به رهاسازی و مخلوط شدن عناصر سازنده‌ی آن‌ها به محیط پلاسمای تاج و حتی سوخت چِگال خالص dt شود. نخست، در چارچوب افروزش جرقه‌ای مرکزی، ناحیه مجاز افروزش لکه داغ dt در صفحه hs-ts رسم گردید و نشان داده شد که به ازای درصد ورودی معینی از ناخالصی طلا، با افزایش نسبی سرعت انفجار درونی، محدوده مرز ناحیه‌ی مجاز افروزشی به تدریج بزرگ‌تر می‌شود و در سرعت‌های انفجار درونی کوچک‌تر از  1.7×10^7 cm/s دو جزیره افروزشی وجود دارد. همچنین، برای آلاینده‌های فلزی رایج، افزایش کسر ناخالصی در ناحیه لکه‌ی داغ موجب محدودیت در پارامترهای مجاز افروزشی می‌شود که با افزایش تدریجی آن، منجر به خاموش شدن لکه‌ی داغ خواهد شد. در ادامه، در چارچوب ایده افروزش سریع، چگالی سطحی لکه‌ی داغ در پلاسمای افروزشی غیرتعادلی دوتریوم- تریتیوم آلاییده به کسر ناچیزی از یون‌های ناخالصی کربن و طلا استخراج گردید. بر این اساس، منحنی‌های هم‌تراز پارامتر چگالی سطحی مجاز در الگوی دو-دمایی در صفحه دمایی te-ti ترسیم شدند. نشان داده شد که با افزایش کسر ناخالصی، شاهد افزایش شدید شار تابش خروجی از مرز لکه داغ خواهیم بود که در نتیجه آن، محدوده مجاز افروزشی با سرعت کاهش یافته و شرایط افروزش سوخت بسیار دشوارتر از حالت سوخت خالص می‌گردد. حساسیت این تغییرات، مستقیم وابسته به ضریب افزایش توان تابش تُرمزی است که تابعی از پارامترهای درصد غلظت ناخالصی αimp و عدد اتمی یون ناخالص (درجه یونش آن)، zimp، می‌باشد. افزون بر این، در منحنی‌های هم‌تراز، کمینه دمای یونی مجاز برای آغاز افروزش در سوخت دوتریوم-تریتیوم آلاییده فلزی نیز قابل مشاهده است.

criteria for permissible parameters of hot spot ignition in ion-doped deuterium-tritium fue

at the stagnation time, fuel may impact by a variety of paths, including ablator materials, hohlraum wall, the interaction of the cone-guided lateral surface with imploding fuel, and cone tip material, releasing and mixing their constituent elements into corona plasma and even inside the pure dense fuel. here, we have parametrically studied the impact of some well-known ionic impurities such as carbon and gold on the physical condition of dt hot spot ignition. the admissible zone of dt hot spot ignition was plotted on the hsts plane, and it was shown that for a given percentage of gold impurities, the boundaries of the ignition zone gradually increased with increasing internal implosion velocity and at implosion velocities smaller than 1.7×107 cm/s, there exist two individual ignition islands. in the context of the fast ignition approach to icf, the areal density of hot spots ignition of deuterium-tritium doped with a small concentration of impurity ions of carbon and gold was then extracted by a non-equilibrium ignition model. accordingly, for a given value in this range, the contour plot of the allowed areal density parameter in the two-temperature model was plotted on the te-ti plane. it has been shown that as the impurity fraction increases, the permissible range of ignition decreases rapidly and the ignition conditions become more difficult. the sensitivity of these changes is directly associated with the coefficient of increase in radiation loss power, which is a function of the parameter of the impurity percentage α and the ionization state of the impurity ion, zimp. moreover, in each contour plot, the minimum permissible ignition parameter of ion temperature of contaminated dt fuel is also visible.