Взаимосвязь сечения синтеза, скорости реакции и генерации нейтронов в D-D реакции в плазмофокусном устройстве

Аннотация

В данной работе представлен анализ термоядерных процессов D-D синтеза, протекающих в плазма фокусном устройстве, на основе исследования взаимосвязи между сечением синтеза, скоростью реакции, временем протекания ядерной реакции и генерацией нейтронов. Целью исследования является выяснение механизмов образования нейтронов с точки зрения кинетики ядерных реакций, определяемой проникновением через Кулоновский барьер и эффектами квантового туннелирования. Сечение и скорость D-D реакции синтеза были рассчитаны в диапазоне энергий дейтронов 1-200 кэВ и сопоставлены с ядерными библиотеками данных EXFOR и ENDF. Нейтроны, образующиеся в результате D-D реакции синтеза, регистрировались с использованием серебряного активационного фольгового детектора. Установлено, что эффективная ионная энергетическая область для D-D синтеза составляет 25-80 кэВ при значениях сечения 10^-3-10^-2 барн, а время ядерной реакции находится в диапазоне 20-80 нс, что согласуется с экспериментально наблюдаемой длительностью нейтронных импульсов в пинч фазе. Показано, что в данном случае скорость термоядерных реакций в дейтериевой плазме возрастает по сравнению с Максвелловской плазмой, при этом требования к параметрам магнитного удержания существенно снижаются.