عنوان دوره: بیست و نهمین کنفرانس ملی هسته‌ای ایران

دانشگاه صنعتی امیر کبیر- دانشکده مهندسی انرژی و فیزیک

در این پژوهش، با هدف دستیابی به یک مولد ذرات پرانرژی، قابل حمل و کارا، اقدام به ارائه‌ی فرایند طرحی، ساخت و بهینه سازی یک مولد پلاسمای کانونی مینیاتوری با ماکزیمم انرژی و ولتاژ کاری در حدود J125و kV5/12 گردید. در فرایند طراحی دستگاه، اهمیت پارامترهای مقیاس بندی شده در طراحی پارامترهای هندسی دستگاه مورد بحث قرار گرفت. در ساخت بانک خازنی ولتاژ بالا از چهار خازن روغنی در ساختار کواکسیال با توزیع متقارن خازن ها بین دو صفحه‌ی دایروی و با کوتاه‌ترین اتصالات (بدون سیم) بهره‌ گرفته شد که منجر به دستیابی به حداقل اندوکتانس ممکن نمود. پس از ساخت مولد پلاسمای کانونی مذکور، اقدام به اندازه گیری مقادیر بهینه‌ی ولتاژ و فشار کاری گاز هیدروژن توسط ابزار سنجشی الکتریکی و عکسبرداری از ستون پینچ شد. در اولین آزمایش اتصال کوتاه، زمان یک چهارم تخلیه برابر ns500 شد که طبق محاسبات منجر به اندوکتانس کل و مقاومت کل سیستم برابر nH50 و mΩ85 شد. به منظور بهبود اندوکتانس سیستم یک چیدمان ابتکاری نیز ارائه شد که در آن اندوکتانس کل سیستم به مقدار ns415 کاهش یافت و این یعنی برای ظرفیت µF2/2، اندوکتانس کل این سیستم برابر nH9/39 شد. در انتها که ولتاژ و فشار کاری بهینه‌ی دستگاه توسط ابزار عکسبرداری تعیین شد، نتایج وقوع پینچ نیز ارائه گردید. تحلیل نتایج تجربی ارائه شده در این پژوهش نشان از صحت طراحی و عملکرد مطلوب بودن مولد پلاسمای کانونی مینیاتوری داد.

مولد پلاسمای کانونی مینیاتوری؛ ستون پینچ؛ بانک خازنی ولتاژ بالا؛ اندوکتانس کل

پلاسما و گداخت هسته‌ای