مطالعه و بررسی اثر گازهای افزودنی بر تولید نوترون در دستگاه پلاسمای کانونی

چکیده دستگاه پلاسمای کانونی به عنوان یک مولد پالسی اشعه ایکس، نوترون و ذرات باردار سالهاست که در مراکز تحقیقاتی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. تولید اشعه ایکس و نوترون در این دستگاه مستلزم وقوع تنگش در سیستم است. بهترین بهره اشعه ایکس و نوترون زمانی حاصل می شود که علاوه بر هم زمانی رخداد پینچ و بیشینه جریان، پینچی متقارن و تکین در سیستم اتفاق افتد. فقط هنگامی که گاز دوتریم به عنوان گاز کاری استفاده می شود، دستگاه تولید نوترون دارد. با افزودن میزان کمی از گاز دیگر بعنوان گاز ناخالصی تولید نوترون به میزان بالایی افزایش می یابد. هدف اصلی در این کار بررسی تولید نوترون در این دستگاه در شرایط گاز خالص و شرایط گاز ناخالصی به وسیله مدلسازی عملکرد دستگاه می باشد. با استفاده از نتایج محاسبات عددی، در شرایط گاز خالص اشعه ایکس سخت و نوترون تولیدی با مکانیسم غیر گرمایی نسبت به اشعه ایکس نرم و نوترون تولیدی با مکانیسم گرمایی بسیار بالاتر می باشند. بنابراین در دستگاه پلاسمای کانونی اصلی ترین تابش، تابش اشعه ایکس سخت و مکانیسم غالب در تولید نوترون مکانیسم غیر گرمایی می باشد. با مقایسه نتایج محاسبات عددی و نتایج تجربی، در فشار حدود 5/. تور بیشترین تولید نوترون را داریم. در این کار از کریپتون به عنوان گاز ناخالصی استفاده می شود. در شرایط گاز ناخالصی، مانند شرایط گاز خالص مکانیسم غیر گرمایی مکانیسم غالب برای تولید نوترون و تابش اشعه ایکس سخت به عنوان تابش اصلی می باشد. با مقایسه نتایج در این دو شرایط، می توان نتیجه گرفت با افزودن میزان کمی ناخالصی، توان تابشی اشعه ایکس سخت در حدود صد برابر و نوترون تولیدی با مکانیسم غیر گرمایی در حدود 200 برابر افزایش می یابد. در نتیجه با افزودن درصد پایینی از ناخالصی تولید نوترون و تابش کل به میزان بالایی افزایش می یابند.