اصل مقاله (1.52 MB)

عنوان دوره: بیست و نهمین کنفرانس ملی هسته‌ای ایران

حسین جعفری*؛ مرتضی حبیبی؛ رضا امرالهی؛ سعید بابانژاد

در این پژوهش، به منظور اطمینان از عملکرد پروب لانگمیر طراحی شده برای توکامک، اقدام به انتخاب جنس مناسب برای الکترود مرکزی پروب لانگمیر شد. سپس، براساس ابعاد متناظر با طراحی یک پروب لانگمیر تکی که دارای مکانیزم تیپ متحرک است اقدام به شبیه سازی و تحلیل مکانیزم‌های انتقال حرارت مربوط به تیپ پروب گردید. با توجه به اینکه دمای لبه‌ی پلاسمای داغ توکامک می‌تواند در حدود keV50-2 و زمان حضور پروب در چنین دمای بالایی در حدود ms20 باشد، احتمال رسیدن دمای تیپ پروب به نقطه ذوب و شروع به تغییر شکل یافتن آن در اثر تبدیل شدن به فلز مذاب (مایع)، براساس نتایج شبیه سازی و مقایسه با نتایج تجربی استخراج شده از توکامک های فعال در دنیا مورد مطالعه قرار گرفت. مشخص شد به دلیل دمای بسیار زیاد محیط پلاسمای توکامک، حرارت تیپ پروب به صورت یک سیگنال ضربه افزایش یافته و به حدود oK32000 می رسد. اما به دلیل کوتاه بودن عمر پلاسمای توکامک، پس از اتمام زمان ms20، دمای تیپ پروب توسط مکانیزم های هدایت و همرفت حرارتی به سرعت نیز کاهش می یابد، بطوریکه در حدود s60، دمای تیپ پروب به دمای محیط آزمایشگاه می رسد. بر طبق این نتیجه، مشخص شد که امکان ذوب و مایع شدن تنگستن در مدت زمان ms20 (عمر پلاسمای داغ) بسیار پایین خواهد بود. با این وجود، اثرات خورندگی ناشی از ذرات پر انرژی، بویژه در اثر استمرار شات های مختلف، متناسب با انرژی تخلیه‌ی شده درون محفظه‌ی توکامک وجود خواهد داشت.

پروب لانگمیر؛ توکامک؛ انتقال حرارت؛ پلاسمای داغ

پلاسما و گداخت هسته‌ای