دمای خود افروزش (self-ignition temperature) در گداخت هستهای
نگارش : ابوالفضل باباپور
پلاسما متشکل از الکترونها و یونهاست. هنگامیکه الکترون از کنار یون میگذرد ، اتفاقات زیر روی میدهد:
1- تحت تاثیر نیروی جاذبه هسته قرار میگیرد و از مسیر اولیه به سمت هسته منحرف میشود.
2- در مجاورت یون سرعت و انرژی جنبشی الکترون کاسته میشود.
3- نوعی اشعه الکترومغناطیسی بنام اشعه ترمزی (Bremsstrahlung) گسیل میشود.
از این رو در واکنش گداخت با محصورسازی مغناطیسی ، اشعه ترمزی جزو تلفات به شمار میآید و از راندمان واکنش میکاهد. در واکنش D-T توان واحد حجم ناشی از اشعه ترمزی برابر است با :
در رابطه فوق n تراکم الکترونها یا یونها (بر حسب تعداد ذرات در هر متر مکعب) ، T دما (بر حسب کیلو الکترون ولت) و Z عدد اتمی (تعداد پروتونهای هسته یون) است.
در واکنش D-T توان واحد حجم جذب شده توسط ذره آلفا برابر است با :
در واکنش D-T با محصورسازی مغناطیسی توان واحد حجم آلفا مهم است . اشعه آلفا با انرژی 3.5 میلیون الکترون ولت موجب گرمایش پلاسما میشود. زیرا محصولات این واکنش آلفا و نوترون است. نوترون با انرژی 14.1 میلیون الکترون ولت بدلیل خنثی بودن براحتی محیط پلاسما را ترک میکند.
دمای خود- افروزش
در واکنش D-T در دمای 4 کیلو الکترون-ولت توان واحد حجم اشعه ترمزی با توان واحد حجم اشعه آلفا باهم برابر میشوند. به این دما اصطلاحاً خود- افروزش یا دمای خود - اشتعالی (self-ignition temperature) میگویند.
الف- در دماهای زیر 4 کیلو الکترون-ولت توان واحد حجم اشعه آلفا (ناشی از گداخت D-T) ناچیز و تلفات ناشی از توان واحد حجم اشعه ترمزی بیشتر است.
ب- در دماهای بالای 4 کیلو الکترون-ولت توان واحد حجم اشعه آلفا (ناشی از گداخت D-T) بالا و تلفات ناشی از توان واحد حجم اشعه ترمزی بالا است.
امروزه پروژه چند ملیتی ایتر ، نانو تکنولوژی ، شتابدهنده هادرون ، شاتل آنلانتیس و ... توانایی منحصر به فرد و انکار ناپذیر فیزیک کاربردی ، فیزیک نظری و فیزیک محاسباتی را بخوبی نمایش میدهند.انشتین بزرگ در باره توانایی فیزیک فرموده است :