R-матричные расчеты сечения дейтерий-тритиевого синтеза на основе точных кулоновских функций
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2024v89i2-01Ключевые слова:
термоядерный синтез, R-матрица, кулоновские функции, коэффициент туннелирования, коэффициент сдвига, сечение, скорость реакцииАннотация
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.
Библиографические ссылки
W. Lw, H. Duan, J. Liu, Phys. Rev. C, 100, 064610 (2019).
P. Descouvemont, Front. Astron. Space Sci., 7 (9), 1-15 (2020).
S. Meschini, F. Laviano, F. Ledda, D. Pettinari, R. Testoni, D. Torsello, B. Panella, Front. Energy Res., 11, 1157394 (2023).
S. Banacloche, A.R. Gamarra, Y. Lechon, C. Bustreo, Energy, 209, 118460 (2020).
M. Abdou et al., Nucl. Fusion, 61, 013001 (2021).
A.M. Lane, R.G. Thomas, Rev. Mod. Phys., 30, 257-353 (1958).
P. Descouvemont, D. Baye, Rep. Prog. Phys., 73, 036301 (2010).
C. Angulo, P. Descouvemont, Nucl. Phys. A, 639, 733-747 (1998).
N. Michel, Comput. Phys. Comm., 176, 232-249 (2007).
T. Tamura, F. Rybicki, Comput. Phys. Comm., 1, 25-30 (1969).
T. Takemasa, T. Tamura, H.H. Wolter, Comput. Phys. Comm., 17, 351-355 (1979).
A.R. Barnett, J. Comput. Phys., 46, 171-188 (1982).
I.J. Thompson, A.R. Barnett, Comput. Phys. Comm., 36, 363-372 (1985).
M.J. Seaton, Comput. Phys. Comm., 146, 225-249 (2002).
C.J. Noble, Comput. Phys. Comm., 159, 55-62 (2004).
F.C. Barker, Phys. Rev. C, 56, 2646-2653 (1997).
G.M. Hale, L.S. Brown, M.W. Paris, Phys. Rev. C, 89, 014623 (2014).
R.S. de Souza, S.R. Boston, A. Coc, C. Iliadis, Phys. Rev. C, 99, 014619 (2019).
D.A. Brown, M. Chadwick, R. Capote, A. Kahler, A. Trkov, M. Herman et al. Nucl. Data Sheets., 148, 1-142 (2018).
P. Descouvemont, A. Adahchour, C. Angulo, A. Coc, E. Vangioni-Flam, At. Data Nucl. Data Tables, 88, 203-236 (2004).
