شکل ۲-۴) برشی عمودی از دستگاه ۳۵
شکل۳-۱) دستگاه پلاسمای کانونی کوچک ۲۰ ژول که بر روی میز استیل دو طبقه نصب شده است. ۴۶
شکل ۳-۲) اندازه های قسمت های مختلف دستگاه بر حسب میلی متر ۴۸
شکل ۳-۳) سیستم کلی دستگاه ۲۰ ژول ۵۰
شکل۳-۴) نمای تابلو فرمان ۵۲
شکل ۳-۵) شمای دستگاه کنترل الکترونیکی ۵۴
شکل ۳-۶) بلوک دیاگرام کلی دستگاه ۵۵
شکل ۳-۷) شمای کلی از طرح دستگاه پلاسمای کانونی ۲۰ ژول ۵۶
شکل۳-۸) نمونه ای از سیگنال مشتق جریان ۵۸
شکل ۳-۹) نمونه ای ازسیگنال مشتق جریان ۵۹
شکل ۳-۱۰) نمونه ای ازسیگنال جریان ۵۹
شکل ۳-۱۱) تغییرات فرکانس تخلیه با فشار در ولتاز تخلیه ۱۶ کیلو ولت ۶۰
شکل ۳-۱۲) آرایش TLDهای نصب شده در اطراف دستگاه۲۰ ژول ۶۱
فهرست جدول ها
جدول۱-۱مشخصات دستگاه های پلاسمای کانونی موجود در مرکزCCHEN 20
جدول ۲-۱) مشخصات الکتریکی چند دستگاه پلاسمای کانونی ۲۴
جدول۳-۱) اسامی برخی از وسایل موجود در آزمایشگاه پلاسمای کانونی کوچک در پژوهشکده فیزیک پلاسما ۴۳
جدول ۳-۲) مشخصات دستگاه پلاسمای کانونی ۲۰ ژول ۴۷
فصل اول
عملکرد
پلاسمای کانونی
۱- مقدمه:
۱-۱ دستگاه پلاسمای کانونی[۱]:
پلاسمای کانونی دستگاهی از خانواده Z-پینچ[۲]های دینامیک است. این دستگاه از دو الکترود هم محور تشکیل می شود که در پایین به وسیله یک عایق از هم جدا می شوند و الکترود بیرونی نقش کاتد و الکترود داخلی نقش آند را بازی می کندو فضایبین آن ها را گازی با فشار پایین پر کرده است.]۲و۱[
الکترود ها معمولا از جنس مس یا فولاد ضد زنگ ساخته می شوند. جنس عایق در این دستگاه ها ممکن است، چینی، سرامیک، یا تفلون باشد.در این دستگاهاعمال یک ولتاژ بالا به شکل پالسی بیناین دو الکترود هم محور سبب وقوع تخلیه الکتریکی بین دو الکترود می­ شود که در نتیجه آنیک ستون پلاسمای داغ(با دمای در حدود چند کیلو الکترون ولت)، چگال (در حدود ۳-cm1019 -۱۰۱۸) وبا عمر کوتاه (درحدودns200-50) بر روی محور الکترود داخلی تولید می­گردد.
این دستگاه در دهه ۱۹۶۰ میلادی به طور مستقل توسط فیلیپوف[۳] در شوروی و مدر[۴] در ایالات متحده آمریکا به دو مدل متفاوت طراحی و ساخته شد که به نام مخترعینشان نامیده می شوند. تفاوت این دو مدل در نسبت طول الکترود داخلی(L)به قطرآن(D) است.درنوع فیلیپوف ۱ (در حدود ۲/۰ یا کمتر) و در نوع مدر ۱ (در حدود ۵ یا بیشتر) است(شکل ۱-۱)]۲و۱[
این اختلاف منجر به تفاوت هایی در فرآیندهای فیزیکی به ویژه در مرحله اول تخلیه می شود، اما در نهایت شاهد نتایج مشابهی در هر دو نوع هستیم. یعنی تشکیل پلاسمایی داغ و چگال با مشخصات ذکر شده در پاراگراف بالا، که منبعی غنی از انواع مختلف تابش های نوترونی، الکترومغناطیسی، الکترونی، پرتو ایکس [۵]نرم و سخت و انواع پدیده های پلاسمایی است.]۳[
همچنین دستگاه های پلاسمای کانونی ترکیبی (هیبرید) با نسبت های۲-۱ نیز ساخته شده اند.]۵و۴[
پلاسمای کانونی ماشینی ارزان و کارآمد برای مطالعه امواج ضربه، پدیده پینچ و کانونی شدن، ناپایداریهای مختلف پلاسما و پدیده های متعدد دیگری است که در آن پلاسما می تواند تا شرایط گداخت گرم شده و مقادیر قابل ملاحظه ای پرتو ایکس نرم و سخت، انواع یون های پرانرژی، پرتوهای الکترون نسبیتی و در صورتی که گاز به کار رفته حاوی دوتریم باشد،نوترون های حاصل از گداخت هسته ای گسیل نماید]۶[.

شکل ۱-۱ ) نمای شماتیک دو دستگاه پلاسمای کانونی
]۲و۱[
۱-۲ کاربرد های پلاسمای کانونی:
در سال های اخیر پلاسمای کانونی کاربردهای بسیار زیاد پژوهشی، صنعتی و پزشکی یافته که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد]۹-۶[.
۱- برخی از کاربردهای پزشکی مربوط به این دستگاه ها:
رادیو گرافی با پرتو x
رادیو گرافی با نوترون های سریع
کاربرد بعنوان چشمه مولد پرتوx یا نوترون در درمان بیماران
تولید ایزوتوپ های با عمر کوتاه برای کاربردهای پزشکی
کاربردهای زیست پزشکی مثل میکروسکوپی با پرتو x و فعال سازی آنزیم ها
۲- برخی از کاربردها در صنایع غیرهسته ای:
لیتوگرافی با بهره گرفتن از پرتو x
تست قطعات الکترونیک با بهره گرفتن از پرتو x
کاربرد در اکتشاف منابع زیرزمینی مانند نفت و ذغال سنگ
بررسی فشردگی مغناطیسی مواد و ماشین کاری در ابعاد میکرومتر
کاشت یونی
۳- برخی از کاربردهای آن در سیستم های هسته ای:
کاربرد در سیستم های هیبرید شکافت-گداخت به عنوان چشمه نوترون
تست قطعات بدنه و اجزای داخلی راکتورهای گداخت و وسایل تشخیصی بکار رفته در این دستگاه ها در محل خودشان
تولید کننده نیروی محرکه سفینه های فضائی
۴- کاربردهای دیگر
تحقیقات در زمینه فیزیک پلاسمای پایه و فیزیک ستارگان(برای شبیه سازی فرایندهای آستروفیزیکی)
آموزش دانشجویان و پژوهشگران فیزیک پلاسما
درشکل ۱-۲ دو تصویر از کاربردهای پلاسمای­کانونی آورده شده است. این تصاویر مربوط به رادیوگرافی پرتو x و نوترون های حاصل از پلاسمای کانونی برای کاربرد در اکتشاف (برای تشخیص موادی که دارای هیدروژن هستند) است.]۵و۴[

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...