حل خود مشابه انبساط پلاسماي غير-خنثي دوتريوم- تريتيوم در همجوشي به روش احتراق سريع

Self-similar solution of deuterium-tritium non-neutral plasma expansion in fast ignition scheme of nuclear fusion

در پلاسماي داغ همجوشي پس از وقوع شرايط احتراق حرارت آزاد شده ناشي از انجام گداخت سوخت دوتريوم تريتيوم در حجم پلاسما گسترده مي شود. اين امر باعث كسب حرارت زيادي در مقياس زماني كوچك مي گردد. در اثر اين رويداد الكترون هاي پلاسما نسبت جمعيت يوني انبساط بيشتري را تجربه مي كنند. در اين وضعيت شرايط شبه خنثي بودن در پلاسما تغيير كرده و پتانسيل الكتريكي ميان ذرات شكل مي گيرد. در اين مقاله حل مسئله انبساط هيدروديناميكي پلاسماي كاملاً يونيده پس از جذب انرژي از ناحيه مركزي در هندسه استوانه اي به روش خود مشابه ارائه شده است. نتايج نشان مي دهد يك جبهه موج يوني شكل گرفته كه به آرامي در فضا گسترش مي يابد. علاوه بر اين تابع توزيع فضايي الكتروني تا حدي از شكل استاندارد توزيع بولتزمن خارج مي گردد كه با اعمال مجدد شرايط شبه خنثي به سمت آن ميل مي كند.

The released energy of fusion products distribute over the plasma volume which took place in a short time scale. In the course of this event, plasma electron experience more expansion than ions. At this moment, the quasineutrality of plasma break down and an electrostatic potential would be formed. In this work, hydrodynamics expansion of fully ionized plasma in cylindrical geometry was solved by self-similar method. We found there exists an ion front which expands in space very smoothly in contract to electrons behavior. We have also shown that electrons spatial distribution function, , pick out a modified functionality that asymptotically in quasineutral plasma goes to Boltzmann distribution function