Publication: Критерий Лоусона для различных сценариев использования D-3 He-топлива в термоядерных реакторах
Файлы
Дата
2023
Авторы
Годес, А. И.
Шаблов, В. Л.
Journal Title
Известия вузов. Ядерная энергетика
Journal ISSN
Volume Title
Известия вузов. Ядерная энергетика
Издатель
Аннотация
Работа посвящена уточнению критерия Лоусона для трех сценариев использования в термоядерных реакторах на основе D-3 He-топлива (полностью катализированного и полностью некатализированного циклов и D-3 He-цикла с самообеспечением 3 He). С этой целью разработана новая параметризация сечения и астрофизического фактора реакции синтеза D + 3 He → p + 4 He, основанная на приближении эффективного радиуса (приближении Ландау-Смородинского-Бете), которое является безмодельным теоретическим подходом к изучению околопороговых, в том числе резонансных, ядерных реакций. В рамках данного приближения описаны экспериментальные данные работ из библиотек NACRE II и EXFOR, результаты которых на сегодняшний день считаются наиболее надежными, в пределах заявленной в этих работах точности в диапазоне энергий 0 – 1000 кэВ и рассчитана температурная зависимость усредненной по максвелловскому распределению скорости реакции. Полученные результаты хорошо согласуются с расчетами, основанными на R-матричной теории, и данными по скорости реакции, приведенными в библиотеке NACRE II. Для полностью катализированного цикла и цикла с самообеспечением 3 He критерий Лоусона и тройной критерий Лоусона рассчитаны на основе решения уравнений кинетики стационарного процесса в термоядерном реакторе для трех топливных ионов D, 3 He и Т с учетом возможной подпитки 3 He и ионов примесей – p и 4 He, удаляемых из зоны реакции. Найденные параметры тройного критерия Лоусона для полностью катализированного D-D-цикла таковы: nτT = 6.42⋅1016 см–3⋅с⋅кэВ (T = 54 кэВ), тогда как для цикла с самообеспечением 3 He nτT = 1.03⋅1017 см–3⋅с⋅кэВ (T = 45 кэВ), а для некатализированного D-D-цикла с эквимолярным D-3 He-топливом nτT = 4.89⋅1016 см–3⋅с⋅кэВ (T = 67 кэВ).
Описание
Ключевые слова
сечение и астрофизический фактор термоядерной реакции D + 3He → p + 4He , приближение эффективного радиуса , термоядерные реакции , критерий Лоусона для различных сценариев использования D-3He-топлива
Цитирование
Годес А.И., Шаблов В.Л. Критерий Лоусона для различных сценариев использования D-3 He-топлива в термоядерных реакторах. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2023. – № 2. – С. 134-147. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2023.2.11 .