Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Diagnostyka neutronowa plazmy – podstawy teoretyczne Adam Szydłowski.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Diagnostyka neutronowa plazmy – podstawy teoretyczne Adam Szydłowski."— Zapis prezentacji:

1 Diagnostyka neutronowa plazmy – podstawy teoretyczne Adam Szydłowski

2

3 Liczba reakcji jądrowych – liczba wyemitowanych neutronów Emisyjność s –liczba reakcji przez sekundę przez jednostkę objętości średnia wartość reaktywności Dla plazmy deuterowej w stanie równowagi termodynamicznej prędkość względna

4 Nowe zmienne,,,, ale i ostatecznie ale dla d(d,n)He 3 dla E d < 80 keV i dla 80 keV

5 Inne możliwe rozkłady prędkości jonów w plazmie Eliptyczny rozkład maxwellowski,, Dla D-D i dwuwymiarowego rozkładu Maxwella jednowymiarowego rozkładu Maxwella

6 (1 keV) (20 keV)

7 cm 3 s keV-4.5 x keV-6.0 x v> [m 3 s -1 ]

8

9 Pewne przykłady Plasma Focus n i = 2·10 19 jonów/cm 3, T i 1 keV = cm 3 /s, Vol 1cm 3, τ 2·10 -7 s 2· cm cm 3 /s 2·10 -7 s = 4·10 9 neutronów/strzał JET – komora napełniona gazem D 2 n i =10 14 jonów/cm 3, T i 20 keV = 2· cm 3 /s, Vol=90 m 3, τ = 1 s 1/2· ·10 7 2· neutronów/strzał -komora napełniana mieszaniną DT (50% - 50%), -T i ~ 20 keV = 4.5· cm 3 /s neutronów/strzał Energia jądrowa wydzielona: (1 MeV = 1.6· J) 17.6 MeV · MJ~280 MW

10

11 1/2· · neutronów/strzał -komora napełniana mieszaniną DT (50% - 50%), -T i ~ 8 keV = cm 3 /s Energia jądrowa wydzielona: (1 MeV = 1.6· J) 17.6 MeV · MJ ~76 MW

12

13

14 dla reakcji D-T [cm 3 s -1 ]

15 Różniczkowy przekrój czynny reakcji i rozkład kątowy neutronów v1v1 v2v2 g ulnuln v CM u CM n n l

16 Lub Χ - kąt emisji neutronu względem wektora

17 Związki pomiędzy wektorami i kątami nachylenia tych wektorów a - przed reakcją jądrową, b- po reakcji jądrowej

18 Target –gazowy D 2, mierzono kątowe rozkłady naładowanych produktów reakcji jądrowych za pomocą półprzewodnikowych detektorów Si. Autorzy przeanalizowali I uwzględnili wyniki uzyskane w około 20 wcześniejszych pracach nt. temat

19 [jedn. wzgl]

20

21 gdzie: określa kierunek wektora w ukł. CM a określa kierunek wektora i a więc: następnie z A.5 otrzymuje się, że: tak więc: i = xx xx A.25 gdzie: określa kierunek wektora w ukł. CM a określa kierunek wektora i a więc: następnie z A.5 otrzymuje się, że: tak więc: i = xx xx A.25 gdzie: określa kierunek wektora w ukł. CM a określa kierunek wektora i a więc: i Transformacja do układu Laboratoryjnego w ukł. Lab. Odpowiednio w ukł. współrzędnych sferycznych i w ukł. Lab : a więc: gdzie: v1v1 v2v2 g ulnuln v CM u CM n n l Aby dokonać transformacji różniczkowego przekroju czynnego z ukł. CM do ukł. Lab. wykorzystuje się fakt, że liczba cząstek wyemitowanych z reakcji w element kąta bryłowego nie zależy od układu odniesienia, a więc: gdzie: określa kierunek wektora w ukł. CM określa kierunek wektora

22 tak więc: stąd: a więc: = i

23 Pewne przykłady

24

25 Method of experimental physics, vol 9 part B (1971) part 15 by J.W.Mather

26 Energia wiązania nukleonu w jądrze atomowym i defekt masy

27 m p = = MeV/c 2, m n = = MeV/c 2 m e = 0,511 MeV/c 2 B(D 2 ) =2.225 MeV= [m p ] m d =m p +m n -B= [m p ] = = 2 m p m p =m p ( )

28 Kinematyka reakcji d(d,n) 3 He w CM d + d 3 He + n + Q Q = 3.27 MeV E kin, CM – energia kinetyczna reagentów w CM dla m A =m B =m d

29 Energia neutronu w układzie Lab rozwiązujemy względem ulnuln v CM u CM n n l gdzie:

30 n l target beam d + tak więc: Przykład: E d = 100 keV wtedy; ρ = 0.07, v d = 3.1·10 8 cm/s, v CM = 1.55·10 8 cm/s, v He (CM)= 7.21·10 8 cm/s, u CM u = 2.16·10 9 cm/s, ρ He =0,215 E n (90 0 ) = 2.5 MeV E n (0 0 ) = 2.8 MeV E n (180 0 ) = 2.3 MeV E He (180 0 ) = MeV

31 Widma neutronów wyemitowanych z plazmy w stanie równowagi termodynamicznej Emisyjność dla plazmy deuterowej w stanie równowagi termodynamicznej biorąc pod uwagę, że przyjmijmy, że m=m d Jeżeli, korzystając z równaniazastąpimy przez to: Jeżeli zróżniczkujemy to równanie po dΩ l i po dE l n to otrzymamy wzór na widmo neutronów wyemitowanych pod dowolnym kątem ψ l w ukł. Lab.

32 dla izotropowego rozkładu Maxwella otrzymujemy: ale jeżeli ograniczymy się do niskich temperatur tzn. T « Q to argument sinh jest bardzo duży i: gdzie: prędkość neutronu przy zerowej prędkości reagentów Z równania i otrzymujemy

33

34

35

36 Widma energetyczne neutronów emitowanych z układu PF wyznaczone w Limeil (metodą czasu przelotu za pomocą sondy scyntylacyjnej

37 90 00 Widma energetyczne neutronów emitowanych z układu PF wyznaczone we Frascati (za pomocą emulsji jądrowych)

38

39 Widma energetyczne neutronów emitowanych z układu PF-1000 (IFPiLM)

40


Pobierz ppt "Diagnostyka neutronowa plazmy – podstawy teoretyczne Adam Szydłowski."

Podobne prezentacje


Reklamy Google