تعریف چشمه گداخت D-T در کد MCNPX

 معرفی دوره 

تعریف چشمه گداخت D-T در کد MCNPX

 همجوشی هسته‌ای واکنشی کاملا برعکس شکافت هسته‌ای است با این تفاوت که در همجوشی به جای شکافته شدن هسته‌های سنگین به هسته‌های سبک‌تر، هسته‌های سبک‌تر به یکدیگر جوش داده می‌شوند تا هسته‌های سنگین‌تر تولید شوند. بنابراین  طی فرآیند همجوشی هسته‌ای (گداخت هسته‌ای) هسته‌های سبک مانند هیدروژن، دوتریم تریتیوم با یکدیگر جوش داده می‌شوند و علاوه بر تولید هسته‌های سنگین‌تر، مقداری انرژی نیز تولید می‌شود. این فرآیند نسبت به فرآیند شکافت هسته‌ای از مزایای فراوان برخوردار است به عنوان مثال منابع سوخت آن (هسته‌های سبک) فراوان‌اند، به ازای هر نوکلئون از ماده سوخت نسبت به شکافت انرژی بیشتری آزاد می‌کند، معضل پسماندهای هسته‌ای را ندارد و ... . یکی از واکنش‌های گداخت متداول واکنش D-T می‌باشد که طی آن دوتریوم با تریتیوم واکنش داده و منجر به تولید هلیوم و نوترون حاوی انرژی MeV 1/14 می‌شود. از این واکنش گداخت در توکامک‌های محتلف به وفور استفاده می‌شود. بنابراین در شبیه‌سازی چنین مسائلی لازم است چشمه گداخت مورد نظر به درستی تعریف شده و مورد استفاده قرار گیرد. توزیع انرژی چشمه گداخت D-T در کد MCNPX تعریف شده است و کافی ست که کاربر با نحوه تعریف آن آشنایی داشته باشد. در این درس آموز سعی بر آن است تا نحوه تعریف چشمه گداخت D-T در کد MCNPX با زبانی ساده آموزش داده شود.

بیان مساله

 در شبیه‌سازی چشمه گداخت D-T با کد مونت کارلوی MCNPX  کاربر می‌تواند از توزیعی که در کد برای این چشمه تعریف شده است بهره گیرد.

 روش کار/ محاسبه

 همانطور که در بخش مقدمه بیان شد، محصولات واکنش دوتریوم با تریتیوم شامل هلیوم و نوترون‌های MeV 1/14 می‌باشد. بنابراین طیف نوترون حاصل از گداخت D-T شامل یک مولفه اصلی نوترون‌های MeV 14 به همراه طیف نوترون‌های کم‌انرژی‌تر حاصل از پراکندگی است. در بخش 1-7) طیف نوترون‌های حاصل از شکافت (Fission) و طیف نوترون‌های حاصل از گداخت (Fussion) نشان داده شده است. در کد MCNPX  برای چشمه گداخت طیف گاوسی در نظر گرفته می‌شود و به همین دلیل که از توزیع مشخصی برخوردار است کارت SIn حذف و کارت SPn به‌صورت SPn f a b تعریف می‌شود. در این توصیف f معمولا عددی منفی و مشخص کننده نوع توزیع و a  و b نیز  مشخص کننده شکل ریاضی تابع توزیع می‌باشد. در صورتی که تابع توزیع گاوسی باشد a پهنا وb  میانگین انرژی بر حسب MeV  است. در تعریف چشمه گداخت D-T مقدار f برابر با 4- و مقادیر a و b به ترتیب برابر با 01/0- و 1- می‌باشد. بنابراین کاربر بایستی در قسمت SDEF برای انرژی توزیع در نظر گیرد به عنوان مثال به صورت ERG=d1 سپس کارت   SInرا  به صورت SI1  -4  -0.01  -1 تعریف نماید.

 پیوست ها

 این درس‌آموز شامل پیوست نمی‌باشد.

 پیش نیاز

آشنایی مقدماتی با کد MCNPX