بسم الله الرّحمن الرّحیم

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد ارسنجان

دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی هسته‌ای
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (M.Sc.)
گرایش: راکتور

عنوان:
محاسبه تحلیلی میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ایجاد شده در گرمایش سوخت توسط الکترونهای
سریع تولید شده با استفاده از باریکه‌های لیزری در قلب راکتورهای همجوشی

استاد راهنما:
دکتر سیده نسرین حسینی مطلق

استاد مشاور:
دکتر کاووس عباسی

نگارش:
ابوذر شاکری

تابستان 1393

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد ارسنجان
دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی هسته ای
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد«M.Sc»
گرایش: راکتور

عنوان:
محاسبه تحلیلی میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ایجاد شده در گرمایش سوخت توسط الکترون‌های
سریع تولید شده با استفاده از باریکه‌های لیزری در قلب راکتورهای همجوشی

نگارش:
ابوذر شاکری

ارزیابی و تصویب شده توسط کمیته داوران پایان نامه با درجه بسیار خوب
امضاء اعضا کمیته پایان نامه
دکترسیده نسرین حسینی مطلق(استاد راهنما)
دکتر کاووس عباسی(استاد مشاور)
دکترحبیب صفی قلی (استاد داور)

مدیر گروه تحصیلات تکمیلی معاون پژوهش و فن آوری دانشگاه
مهندس احمد رحیمی دکتر حیدر آقا بابا

تابستان 1393

تعهدنامه اصالت رساله یا پایان نامه
اینجانب ابوذر شاکری دانش‌آموخته مقطع کارشناسی ارشد ناپیوسته در رشته مهند گرایش راکتور که در تاریخ 25/6/1393 از پایان‌نامه خود تحت عنوان « محاسبه تحلیلی میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ایجاد شده در گرمایش سوخت توسط الکترون‌های سریع تولید شده با استفاده از باریکه‌های لیزری در قلب راکتورهای همجوشی » با کسب نمره 75/16 و درجه بسیارخوب دفاع نموده‌ام بدینوسیله متعهد می‌شوم:
1) این پایان نامه حاصل تحقیق و پژوهش انجام شده توسط اینجانب بوده و در مواردی که از دستاوردهای علمی و پژوهشی دیگران (اعم از پایان نامه، کتاب، مقاله و. . . ) استفاده نموده ام، مطابق ضوابط و رویه موجود، نام منبع مورد استفاده و سایر مشخصات آن را در فهرست مربوطه ذکر و درج کرده‌ام.
2) این پایان نامه قبلاً برای دریافت هیچ مدرک تحصیلی (هم سطح، پایین تر یا بالاتر) در سایر دانشگاهها و مؤسسات آموزشی عالی ارائه نشده است.
3) چنانچه بعد از فراغت از تحصیل، قصد استفاده و هر گونه بهره برداری اعم از چاپ کتاب، ثبت اختراع و . . . از این پایان نامه داشته باشیم، از حوزه معاونت پژوهشی واحد مجوزهای مربوطه را اخذ نمایم.
4) چنانچه در هر مقطع زمانی خلاف موارد فوق ثابت شود، عواقب ناشی از آن را می پذیرم و واحد دانشگاهی مجاز است با اینجانب مطابق ضوابط و مقررات رفتار نموده و در صورت ابطال مدرک تحصیلی‌ام هیچگونه ادعایی نخواهم داشت.
نام و نام خانوادگی: ابوذر شاکری تاریــخ و امضــاء: اثر انگشت:

این تعهد می بایست در حضور نماینده پژوهش امضاء و اثر انگشت شود.

معاونت پژوهش و فناوری
به نام خدا
منشور اخلاق پژوهش
با یاری از خداوند سبحان و اعتقاد به این که عالم محضر خداست و همواره ناظر بر اعمال انسان و به منظور پاس داشت مقام بلند دانش و پژوهش و نظر به اهمیت جایگاه دانشگاه در اعتلای فرهنگ و تمدن بشری، ما دانشجویان و اعضاء هیئت علمی واحدهای دانشگاه آزاد اسلامی متعهد می گردیم اصول زیر را در انجام فعالیت های پژوهشی مد نظر قرار داده و از آن تخطی نکنیم:
1. اصل برائت: التزام به برائت جویی از هرگونه رفتار غیرحرفه ای و اعلام موضع نسبت به کسانی که حوزه علم و پژوهش را به شائبه های غیرعلمی می آلایند.
2. اصل رعایت انصاف و امانت: تعهد به اجتناب از هرگونه جانب داری غیر علمی و حفاظت از اموال، تجهیزات و منابع در اختیار.
3. اصل ترویج: تعهد به رواج دانش و اشاعه نتایج تحقیقات و انتقال آن به همکاران علمی و دانشجویان به غیر از مواردی که منع قانونی دارد.
4. اصل احترام: تعهد به رعایت حریم ها و حرمت ها در انجام تحقیقات و رعایت جانب نقد و خودداری از هرگونه حرمت شکنی.
5. اصل رعایت حقوق: التزام به رعایت کامل حقوق پژوهشگران و پژوهیدگان (انسان،حیوان ونبات) و سایر صاحبان حق.
6. اصل رازداری: تعهد به صیانت از اسرار و اطلاعات محرمانه افراد، سازمان ها و کشور و کلیه افراد و نهادهای مرتبط با تحقیق.
7. اصل حقیقت جویی: تلاش در راستای پی جویی حقیقت و وفادداری به آن و دوری از هرگونه پنهان سازی حقیقت.
8. اصل مالکیت مادی و معنوی: تعهد به رعایت کامل حقوق مادی و معنوی دانشگاه و کلیه همکاران پژوهش.
9. اصل منافع ملی: تعهد به رعایت مصالح ملی و در نظر داشتن پیشبرد و توسعه کشور در کلیه مراحل پژوه
سپاسگزاری
سپاس خدای را که در پیمودن راه پرفراز و نشیب آموختن یاریم داد تا بار دیگر پله¬ای هر چند کوچک از علم و دانش را طی نمایم. اینک که در پرتو الطاف بیکران خداوندیش این پژوهش به پایان رسیده، بر خود لازم می¬دانم از همه¬ی عزیزانی که مرا در انجام آن یاری نموده¬اند، تقدیر و تشکر نمایم. از این رو، از استاد راهنمای گرامی و ارجمندم، خانم دکتر سیده نسرین حسینی مطلق که با نگاه ژرف، تذکرات آگاهانه و راهنمایی¬های ارزشمند و سازنده¬شان همواره راه¬گشای من بوده¬اند نهایت تشکر و قدردانی را دارم.

مطلب مرتبط :   کیفری، ، جهل، ضمان

تقدیم به
همه¬ی آنان که مرا یاری دادند.

فهرست مطالب
چکیده 1
فصل اول: معرفی همجوشی هسته ای 2
1-1- مقدمه 3
1-2- اصول فیزیکی حاکم بر همجوشی 5
1-3- محصور سازی 10
1-3-1- محصور سازی گرانشی 10
1-3-2- محصور سازی اینرسی 10
1-3-3- محصور سازی مغناطیسی 13
1-3-4- راکتورهای کلاس تجاری 19
1-4- نتیجه گیری 24
فصل دوم: طراحی و تحلیل چرخه های توانی برایتون هلیومی برای رآکتور HiPER 27
2-1- چکیده 28
2-2- چرخه توانی برایتون هلیومی 30
2-2-1- توصیف مدل: 32
2-2-2- نتایج 34
2-3- فرایند درون خنکسازی 36
2-4- فرایند بازگرمایش: 37
2-5- تحلیل حساسیت 40
2-6- نتیجه گیری 42
فصل سوم: ارزیابی نوترونی گزینه های بلانکت مربوط به محفظه انرژی همجوشی اینرسی لیزری HAPL 43
چکیده: 44
3-1-مقدمه: 44
3-2-پوشش لیتیومی خود خنک کننده 46
3-3- پوشش تولید کننده جامد هلیوم خنک شده : 51
3-4- پوشش لیتیوم سرب دو برابر خنک کننده 53
3-5- مقایسه ویژگی های هسته ای بلانکت و نتایج: 56
فصل چهارم: احتراق سریع به وسیله باریکه دوترون 58
4-1- مقدمه 59
4-2- از دست دادن انرژی و برد دوترونها در سوخت های DT و D3He 62
4-2-1- از دست دادن انرژی دوترون ها در سوخت های DT و D3He 62
4-3- طرح FI دوترون ها 89
4-4- نتیجه گیری 112
فصل پنجم: ایجاد میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی و گرمایش هدف توسط الکترون های سریع تولید شده با لیزر 113
چکیده 114
5-1-مقدمه 114
5-2- نتایج 130
5-3- بحث 134
5-4- نتایج 151
5-5- نتیجه گیری: 152
پیشنهادات 159
فهرست منابع 160
چکیده انگلیسی 165

فهرست جدول ها

جدول2-1-داده های منبع انرژی مربوط به SCLL 30
جدول 2-2- نتایج مر بوط به بازده گرمایی بیشینه 35
جدول2-3-:بازده گرمایی بیشینه و rc بهینه به ازای چند مقدار از پارامتر هایTTD و α 38
جدول 3-1- ویژگی های هسته ای پوشش های کاندید 57
جدول 4-1:مقادیر عددی محاسبه شده مربوط به سهم توان توقف الکترونها و یونها در انرژی های متفاوت دوترونی و دماهای مربوط به سوخت های DT و D3He 80
جدول 4-2- Coulomb logarithm of D-e, D-d, D-t and D-3He for DT and D3He fuels in different energy of deuteron and fuel temperatures 86
جدول 4-3- مقادیر عددی محاسبه شده مربوط به برد کل بر حسب انرژی دوترونی و دما برای سوخت های DT و D3He به ازای ρ=300gcm-3 89
جدول 4-4- مقادیر عددی سه پارامتر ثابت C_3 و C_2، C_1 برای سوخت¬هایD-D، D-T وHe3 D- 96
جدول 5-1 مقادیر عددی L , τd(s) برحسب تغییرات T(Kev) و Zeff 122
جدول5-2-نتایج جذاب بر اساس دانش امروزی 155

مطلب مرتبط :   اسکیزوفرنی، بیماران، پیشانی، مغز

فهرست شکل ها
شکل 1-1- منحنی انرژی بستگی بر نوکلئون برحسب تابعی از جرم هسته ای. 6
شکل 1-2- روش محصور سازی لختی محرک غیر مستقیم در NIF 12
شکل 1-3- سیم پیچ مارپیچی 14
شکل 1-4- سیم پیچ های پیچیده شده در اطراف قسمتهای سوار نشده 15
شکل1-5-نمونه ای از هندسه استلاتور 16
شکل 1-6- هندسه توکامک معمولی را نشان می دهد. منبع: موسسه ماکس پلانک در فیزیک پلاسما. 18
شکل 1-7- پیشرفت به سوی راکتورهای همجوشی. 20
شکل 1-8- سه منبع گرمایش پلاسما در ITER. 22
شکل 1-9- واکنش دوتریم، تریتیوم. منبع: پروژه آموزش فیزیک معاصر 24
شکل 2-1- چرخه توانی برایتونی هلیومی برای طرحSFWB 31
شکل2-2- تاثیر مراحل خنک سازی داخلی بر روی بازده چرخه 36
شکل2-3- طرح چرخه توانی برایتون