بررسي پراكندگي و ترابرد باريكه‌ي الكتروني به درون سوخت چگال در رويكرد افروزش سريع- ضربه‌اي

The Study of Scattering and Transport of Electron Beam Into Dense Fuel for Fast-Shock Ignition Approach

توان توقف و نفوذ الكترون‌هاي پُر انرژي به درون سوخت چگال و لكه‌ي داغ با در نظر گرفتن توزيع طيف انرژي الكترون‌هاي داغ در رويكرد افروزش سريع- شوكي بررسي و عامل‌هاي مؤثر بر پراكندگي باريكه‌ي الكترون‌ها مورد مطالعه قرار گرفت. محاسبه‌هاي تحليلي نشان داد كه الكترون‌هاي نسبيتي با توزيع دو دمايي انرژي در مقايسه با توزيع نمايي انرژي و تك انرژي به ميزان بيش‌تري به درون سوخت نفوذ مي‌كنند و انرژي بيش‌تري را به لكه‌ي داغ مركزي تحويل مي‌دهند كه با نتيجه‌هاي حاصل از كد MCNPX سازگار است. هم‌چنين پراكندگي الكترون‌ها به سمت سطح خارجي سوخت جامد براي 5 مقدار چگالي سوخت و دو طول موج محرك افروزنده‌ي سريع 0.53 و µm 0.35 مورد بررسي قرار گرفت كه نتيجه‌هاي آن حاكي از كاهش مؤثر پراكندگي و شاخه شاخه شدن مسير حركت الكترون‌ها با كاهش انرژي الكترون‌ها و طول موج محرك افروزنده‌ي سريع به ازاي جرم سوخت كم‌تر از 2 ميلي‌گرم است. هم‌چنين الكترون‌هاي با انرژي اوليه‌ي MeV 3.5 ~ و طيف دو دمايي انرژي بيش‌ترين و الكترون‌هاي با طيف تك انرژي كم‌ترين انرژي را به سوخت اصلي و لكه‌ي داغ مركزي انتقال مي‌دهند.

The stopping power, penetration and scattering of high energy electrons with different energy distribution functions into dense fuel and hot-spot (fuel core) have been considered for a fast-shock ignition scenario. The analytical calculations indicate that fast electrons with two-temperature energy distribution function penetrate more into the dense fuel, in comparison with the monoenergetic and exponential function, where it is consistent with the MCNPX simulation results. Furthermore, the scattering of energetic electron beams toward the outer surface of the fuel for five various fuel density and two fast ignitor wavelengths of 0.53 and 0.35 micron have been investigated. The results show that for the fuel mass smaller than 2 mg, the scattering of electrons reduce for the electrons with smaller energies and fast ignitor of smaller wavelengths. Meanwhile, for the electrons with energy of the order ~3.5 MeV, two-temperature and monoenergetic energy distribution function deliver the highest and lowest energy to the main fuel and the central hot-spot, respectively.