R-матричные расчеты сечения дейтерий-тритиевого синтеза на основе точных кулоновских функций

Аннотация

Благодаря доступности топлива, благоприятной кинетике и высокому уровню выхода энергии реакция синтеза дейтерия-трития (D-T) преимущественно используется в области задач термоядерного синтеза. В данной статье представлен подробный, пошаговый теоретический расчет сечения D-T синтеза в рамках метода феноменологической R-матрицы. Изложены фундаментальные принципы феноменологического метода R-матрицы. Ядерные и кулоновские взаимодействия рассматриваются с помощью формализма R-матрицы, согласно которому конфигурационное пространство делится на внутреннюю и внешнюю области, соответственно. В расчетах используются точные кулоновские функции, необходимые для точного определения коэффициентов туннелирования и сдвига. Рассчитаны точные кулоновские функции для систем D+T, ⁴He+¹²C. Получены коэффициенты туннелирования и сдвига для системы D+T для заданного углового момента. Две разные модели R-матрицы с параметрами из современных научных работ используются для расчета сечений и скоростей реакций слияния D-T, результаты которых затем сравниваются с данными, полученными из данных библиотеки ENDF/B-VIII.0. В важном для термоядерной технологии диапазоне низких энергий (от 0 до 0.1 МэВ) наши результаты показывают достаточно хорошее согласие с экспериментальными данными, тогда как в диапазоне высоких энергий полученные результаты несколько занижены из-за нерезонансных уровней ядра ⁵He, которые не учитываются в расчетах. Полученные результаты показывают, что модели могут быть использованы для будущих приложений термоядерного синтеза.