非热动平衡下平均热核反应速率的分析与计算

发布时间：2022-02-10 04:18

　　平均热核反应率是表征热核聚变反应效率的特征量,是描述多个重要物理量的基础。在受控热核聚变系统中,通常情况下粒子处于相同温度的热动平衡状态,可以采用只与温度相关的平均热核反应率来描述该聚变系统反应速率。但在一些极端条件下,参与聚变反应的粒子可能偏离Maxwell速度分布,处于非热动平衡状态,如果直接采用平衡分布下的平均热核反应率来描述聚变系统反应速率,将忽略非平衡效应对聚变反应过程的影响,导致理论结果偏离实际情况。目前对于非热动平衡下平均热核反应率的计算已有一些工作,但仅限于一种粒子处于非热动平衡,而另一种粒子处于热动平衡状态的情况。该情况下的平均热核反应率计算通常采用速度分群数值积分法,但在精度或普适性上存在显著不足,需进一步研究适用于任意非热动平衡分布时平均热核反应率的精确计算方法。基于此,本文开展了以下工作：首先,研究了高能D粒子入射平衡T介质系统,采用Fokker-Planck输运理论计算了D粒子的慢化行为,分别针对入射单能D粒子和Maxwell分布D粒子,通过简化处理得到对应的两类慢化后D粒子的非Maxwell稳态分布,作为非平衡分布用于后续平均热核反应率的计算分析。其次,考虑... 

【文章来源】：中国工程物理研究院北京市

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

背景温度为lOeV,不同入射D粒子能堂的分布函数

第２章两类不同的ＤＴ系统入射Ｄ粒子的温度￡〇?＝?ｌＭｅＶ，背景粒子的温度为ｌＯｅＶ。根据口－４１）中能量分布函数，可得对应于此种情况下分布函数极值点的位置为：??Ｅｍａｘ?＝?＼ｋＴ?＝Ｄ粒子的温度丘０?＝?ｌＭｅＶ，则￡’ｍａｘ?＝?Ｏ．ＳＭｅＶ，与图２－４中结果巧符。图２－４过程为：入射粒子是温度为ＩＭｅＶ，且服从Ｍａｘｗｅｌｌ分布的Ｄ粒子，这类ＤｌＯｅＶ的Ｔ粒子相互作用达到稳态，最后Ｄ粒子服从的稳态分布即为第二类非图２－４中可Ｗ看出，入射的Ｄ粒子，经过慢化之后，其高能部分所占比例占比例增加，说明入射Ｄ粒子被慢化，导致粒子向低能部分转移。??

第２章两类不同的ＤＴ系统能量间的关系（２－５４）式，由于图２－６中温度旬的变化间隔为Ｏ．ｌＭｅＶ，则慢置Ｅｍａｘ的移动间隔为Ｏ．ＯＳＭｅＶ，再考虑到慢化的效果，Ｄ粒子慢化后能量分间隔一定小于０．化ＭｅＶ，与图２－６中峰值位畳的变化情况相符。??

【参考文献】：
期刊论文
[1]速度分群情况下氘氚热核反应率的模拟与分析[J]. 李蒙,李百文,贾洪祥.  计算物理. 2013(03)
[2]高维数值积分的蒙特卡罗方法[J]. 郑华盛,胡结梅,李曦,曹修平.  南昌航空大学学报(自然科学版). 2009(02)
[3]蒙特卡罗方法计算定积分的进一步讨论[J]. 柴中林,银俊成.  应用数学与计算数学学报. 2008(01)
[4]蒙特卡罗方法的应用及算例[J]. 何凤霞,张翠莲.  华北电力大学学报. 2005(03)
[5]点通量积分法在蒙特卡罗方法中的应用[J]. 张晓立,陈伯显.  核电子学与探测技术. 2004(01)
[6]蒙特卡罗方法及应用[J]. 尹增谦,管景峰,张晓宏,曹春梅.  物理与工程. 2002(03)
[7]α粒子在高温高密度氘氚等离子体中输运和能量沉积率的有限元计算[J]. 王尚武,王同权.  国防科技大学学报. 1998(04)
[8]高能带电粒子Fokker-PLanck方程的数值解[J]. 孙永盛,刘钧,田青红.  计算物理. 1985(03)



本文编号：3618234