اثرات نسبیتی مراتب بالا در پراکندگی رامان القایی در برهم کنش های لیزر-پلاسما
چکیده
راکتورهای همجوشی، ماشین هایی برای استخراج انرژی هسته ای می باشند. در این راکتورها هسته های عناصر سبک در طی یک واکنش همجوشی هسته ای به هست? سنگین تر تبدیل می شوند که این واکنش با تولید انرژی همراه است. محاسبات نشان می دهند که به منظور داشتن راکتوری بهینه، سوخت همجوشی باید دارای دمایی از مرتب? 10میلیون درج? سانتی گراد و چگالی ای از مرتب? 23^10 ذره بر مترمکعب باشد. بنابراین، مسئل? گرم کردن ومحصورسازی سوخت همجوشی ، اساسی ترین و مهم ترین موضوع در این راکتورها می باشد. در راکتور های کروی از میدان های مغناطیسی به منظور محصور سازی سوخت همجوشی که به صورت پلاسما است، استفاده می شود. همچنین از امواج الکترومغناطیسی (پالس لیزر) به منظور افزایش دمای سوخت همجوشی استفاده می شود. نرخ انتقال انرژی از پالس لیزر به پلاسما که یک پارامتر تعیین کننده در بهر? انرژی راکتور می باشد، همواره یکی از موضوعات مهم در بررسی این راکتورها بوده است. گستر? وسیعی از برهم کنش ها در اثر برخورد پالس لیزر با پلاسمای همجوشی ممکن است رخ دهد. یکی از این برهم کنش ها ناپایداری های پارامتری است که در آن، پالس لیزر سبب تهییج یکی ازمدهای نوسانی پلاسما می شود و بدین ترتیب انرژی لیزر به پلاسما انتقال می یابد. ناپایداری های پارامتری، دارای انواع مختلفی می باشد که ما از آن میان پراکندگی رامان القایی را بررسی کردیم. در پراکندگی رامان القایی ورود پالس لیزر به پلاسما، سبب تهییج یک موج الکترواستاتیک الکترونی و یک موج الکترومغناطیسی پراکنده شده می شود. در این پراکندگی شرایط تطبیق فرکانسی حایز اهمیت می باشد. چراکه تنها زمانی پراکندگی رامان القایی رخ می دهد که موج الکترومغناطیسی پراکنده شده با پالس لیزر ورودی دچار زنش شود. زنش ایجاد شده بین این دو موج سبب ایجاد نیروی محرکه ای می شود که در نهایت سبب گسیل یک موج لانگمیر در پلاسما می شود. موج با انتشار در داخل پلاسما سبب گیراندازی الکترون ها در دامن? خود شده و بدین ترتیب انرژی به ذرات پلاسما منتقل می شود. ما در این پایان نامه سعی کردیم تا ناپایداری پراکندگی رامان القایی را برای شرایط پلاسمایی موجود در یک راکتور کروی شبیه سازی کنیم. این شبیه سازی با استفاده از برنام? xoopic صورت گرفت و نتایج به دست آمده نشان دهند? انتشار یک موج لانگمیر در پلاسما بود. همچنین نرخ انتقال انرژی به ذرات پلاسما در این حالت محاسبه گردید. در مرحل? بعدی سعی کردیم تا با در نظر گرفتن جملات نسبیتیِ غیر خطیِ مرتب? بالا درمعادلات شبیه سازی، تأثیر این جملات را در پراکندگی رامان القایی مورد بررسی قراردهیم. در نظر گرفتن این جملات در محاسبات نشان دهند? کاهش انتقال انرژی به پلاسما در حضور اثرات نسبیتی است. همچنین اثرات ناشی از تغییر دمای پلاسما در نرخ رشد ناپایداری پراکندگی رامان القایی مورد مطالعه قرار گرفت. در این حالت نیز کاهش انرژی منتقل شده به پلاسما در صورت کاهش دمای آن مشاهده شد.
