تعيين جنس و ضخامت بهينه فويل آشكارساز بالومتري در پلاسماي توكامك با استفاده از كد MCNP و نرم افزار COMSOL

Determination of the optimized material and thickness of bolometer foil in the tokamak plasma using MCNP and COMSOL

آشكارساز بالومتري، ابزار تشخيصي مهمي براي اندازه گيري توان اتلافي تابش شده از پلاسماي محبوس شده مغناطيسي به كار مي رود. در روش بالومتر مقاومتي و ويدئويي، فويل به كار رفته در آشكارساز در نقش جذب كننده تشعشعات گسيل شده از پلاسما عمل مي كند. ضريب انتقال حرارت در فويل با افزايش ضخامت فويل كاهش يافته و در نتيجه حساسيت بالومتري كاهش مي يابد. از سوي ديگر با افزايش ضخامت فويل توانايي فويل در جذب انرژي فوتون هاي كه به آن برخورد مي كنند، افزايش مي يابد و باعث افزايش حساسيت بالومتري مي گردد. بنابراين مي بايستي در انتخاب ضخامت فويل موازن هاي بين انتقال حرارت فويل و همچنين توانايي جذب انرژي در آن ايجاد كرد. براي بررسي توان جذب انرژي فوتون در فويل از كد MCNP4C و توانايي انتقال حرارت در فويل از نرم افزار COMSOL استفاده مي شود. با ادغام نتايج حاصله، جنس و ضخامت بهينه براي فويل بدست مي آيد.

Bolometer is important diagnostic for measuring the radiated power from magnetically confined plasma. In the resistance and video Bolometer method, foil of detector acts as absorber of radiation emitted from the plasma. The heat transfer coefficient in the foil decreases with increasing to thickness of it and as a result bolometer sensitivity decreases. On the other hand, to increase foil thickness, its ability increases with stopping energy of collision photons which leads to increasing bolometer sensitivity. So for selection of foil thickness, a trade-off must be made between heat transfer coefficient and ability of stopping energy on it. MCNP4C and COMSOL are used for the power of stopping energy and heat transfer ability respectively. With combining these results, the optimized material and thickness of foil are determined