نویسندگان

• محمد رضا اسکندی
• سیده نسرین حسینی مطلق
• بیتا رضایی

چکیده

چرخه میونی در همجوشی کاتالیزور میونی تابع پارامترهایی مانند دما, ضریب چسبندگی میونی, چگالی هیدروژن مایع و کسر غلظتهای انتخابی ایزوتوپهای هیدروژن است. این بستگیها در مطالعات همجوشی کاتالیزور میونی سه جسمی مورد توجه قرار گرفته است. در کارهای تحقیقاتی اخیر, رفتارهای پایه ای تشکیل مولکولهای چهار جسمی PP μμ,tt μμ,dd μμ,dt μμ,pd μμ,pt μμ مورد مطالعه قرار گرفته و نشان داده شده است که آهنگهای تشکیل برای چنین مولکولهای چهار جسمی به مقدار قابل ملاحظه ای بزرگتر از مولکولهای سه جسمی هسته های مشابه یعنی ppμ, ttμ, ddμ, dtμ, pdμ, ptμ است و بخصوص برای dtμμ آهنگ همجوشیبرابرRf(dt) ≈3×1013s-1 -6×1013s-1 گزارش شده است که حدود 40 مرتبه از آهنگ همجوشی در dtμ بزرگتر است. اهمیت واکنشهای مطرح شده ما را بر آن داشت تا در همجوشی کاتالیزور میونی در مخلوط دو گاز D/T آثار تشکیل مولکولهای چهار جسمی را جستجو کنیم. در این کار تحقیقاتی به علت عدم دسترسی به تمام داده های مورد نیاز فقط شاخه اصلی تشکیل مولکولهای چهار جسمی dtμμ را بررسی کرده ایم و برای این منظور ابتدا شبکه واکنش جامع مربوط به مخلوط D/T را با در نظر گرفتن تشکیل مولکولهای چهار جسمی dtμμ معرفی و معادلات دینامیکی حاکم بر آن را در حالت پایا برای محدوده دمایی K1400-100 در ازای چگالیهای مختلف و غلظت نسبی دوتریوم و تریتیوم, با در نظر گرفتن بستگی چگالی, غلظت نسبی تریتیوم و دما برای ضریب چسبندگی موثر میون حل و ضرایب تکثیر میونی Xdtμ - Xdtμμ را که به ترتیب برای حالتهای dtμ و dtμμ می باشند, محاسبه و جوابها مقایسه شده است. به علت در دسترس نبودن اندازه دقیق آهنگ تشکیل مولکولهای چهار جسمی dtμμ وλ´a, مقدار آن حداکثر به اندازه آهنگ چسبیدن میون به دوترون 1- s 12 10  و حداقل به اندازه آهنگ تشکیل مزومولکول dtμ, یعنی 1- s 9 10 انتخاب گردیده است. مقایسه نتایج حاصل از محاسبات و تجربه برای ضریب تکثیر میونی نشان می دهد که انتخاب λ´a=109s-1 بیشترین نزدیکی را با جوابهای آزمایشگاهی دارد. در نهایت نقش تشکیل مولکولهای چهار جسمی و همجوشی آنها در تعیین ضریب تکثیر میونی از طریق تئوری و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه این نتایج نشان می دهد که عدم اعمال واکنشهای چهار جسمی برای سیستمهای در حال تحقیق امروزی که معمولا با چشمه های میونی شدت بالا نیستند تاثیر زیادی در نتایج محاسبات سه جسمی ندارد.

کلیدواژه‌ها

• چرخه میونی همجوشی
• کاتالیزور میونی
• چهارجسمی

عنوان مقاله [English]

Muon cycling rate in D/T mixture including doubly muonic molecule formation

نویسندگان [English]

• M. R. Eskandari
• S. N. Hoseini-motlagh
• B. Rezaie

چکیده [English]

  In the present work, the fundamental behavior of four body molecule formations of pt μμ , pd μμ , dt μμ , tt μμ , and pp μμ in a D/T fusion are considered. Their higher fusion rate, specially the available data for dt μμ , encouraged us to study the muon cycling rate in D/T fusion in the temperature range of (100-1400 K), density and deuterium-tritium concentration ratio. For this purpose, various values for the doubly muonic molecule formation are chosen and with the comparison to the experimental results, the doubly muonic formation rate of 109 s-1 is predicted theoretically. Our calculated cycling rate has shown that having not considered the doubly muonic formation in previous calculations had made no serious changes in the previously calculated values.

کلیدواژه‌ها [English]

• muon cycling
• fusion
• muon catalyzed
• Four body