Füzyon reaktör tasarımları ve veri analizleri

Plazmadan gelen nötron emisyonunu ölçerek bir füzyon plazmasındaki yakıt iyonları döteryum (D) ve trityum (T)'nun çeşitli özellikleri hakkında bilgi edinmek mümkündür. Nötronlar, yakıt iyonları arasındaki füzyon reaksiyonlarında üretilir; bu, yayılan nötronların yoğunluğu ve enerji spektrumunun, bu iyonların yoğunlukları ve hız dağılımlarıyla ilişkili olduğu anlamına gelir. Bu tez, füzyon nötron ölçümlerinden elde edilen verileri analiz etmek için farklı yöntemleri açıklamaktadır. Ana odak noktası, İngiltere'deki tokamak füzyon reaktörü JET'te toplanan verileri kullanan nötron spektrometrisi ölçümleridir. TOFOR uçuş süresi spektrometresi ve manyetik proton geri tepme (MPR) spektrometresi dahil olmak üzere JET'e birkaç nötron ölçümlerinin veri analizi yapılmışdır. Çalışmanın bir kısmı, verilen yakıt iyonu dağılımlarından nötron spektrumlarının hesaplanması ile ilgilidir. D + T ve D + D reaksiyonları gibi ilgili füzyon reaksiyonlarının çoğu, son durumda iki parçacığa sahiptir, ancak üç parçacığın üretildiği örnekler de vardır, örn. T + T reaksiyonunda. Bu tezde hem iki hem de üç cisim reaksiyonları ele alınmıştır. Yakıt iyonlarının sonlu Larmor yarıçaplarını spektrum hesaplamasına dahil etmek için bir yöntem de geliştirilmiştir. Bu etkinin, nötr ışın enjeksiyonu (NBI) ile birlikte iyon siklotron rezonans ısıtmasını (ICRH) kullanan bir plazma senaryosu için ölçülen TOFOR spektrumunun şeklini önemli ölçüde etkilediği görülmektedir. Nötron spektrumlarını hesaplama yeteneğini kullanarak, çeşitli plazma senaryoları için nötron emisyonunun farklı parametrik modellerini kurmak mümkündür. Bu tezde, bu tür modeller, NBI ile ısıtılan plazmalardaki yakıt iyon yoğunluğunu ve ICRH'li plazmalardaki hızlı D dağılımını tahmin etmek için kullanımışdır.