با توجه به رابطه (۴-۶) می توان تعداد نیتروژن۱۳ را محاسبه کرد. معادله (۴-۶) را به شکل زیر بسط میدهیم[۲۸]:
(۴-۱۱)
K
* : تعداد یون های خارج شده از تنگش
* α: زاویه فضایی هدف با دوترونهای خارج شده از تنگش
* : زاویه فضایی دوترون های شتاب گرفته با تنگش
سادوسکی وهمکارانش نشان دادند که دریک PF کوچک (PGN) و دریک PF بزرگ (PF- 360) دوترون ها با زاویه فضایی بین ۴۰ تا ۸۰ درجه از پینچ خارج میشوند. اندازه گیریها نشان داد که گسیل دوترونهای سریع با انرژی بالاتر از۵۰keV عمدتا در زاویه فضایی ۸۰ درجه میباشد[۲۷,۲۹].
طبق مقالات گزارش شده مقدار عمدتا ۴۰درجه میباشد[۲۸].
-
- محاسبه :
هدف جامد گرافیت به طول ۱۵cm و در فاصله ۱۰cm از تنگش قرار داده شده است [۱۵]. دوترونها به صورت مخروط با زاویه تقریبا۷۴ درجه تارگت گرافیت را بمباران میکنند. (شکل۴-۹)
گرافیت زاویه سطح بالایی آند (محل تشکیل ستون پلاسما) |
(۴-۱۲)
شکل (۴-۹): زاویه بین هدف ودوترون های خارج شده از پینچ
-
- محاسبه تعداد دوترون های خروجی از تنگش(Nd):
برای محاسبه تعداد دوترونهای خارج شده از تنگش از رابطه (۴-۱۳) استفاده میکنیم:[۲۸]
(۴-۱۳)
: پتانسیل بین آند وکاتد (ولتاژ پینچ) واحد برحسب ولت(v) [30],
(۴-۱۴)
: پیک جریان مدار بر اساس مدل لی [۳۱] در فشار۶torr برای دستگاهNX2 برابر است با:I0=298103(A)
: نفوذ پذیری مغناطیسی در پلاسما، مقدار آن برابر است با: [۱۶,۳۰]
: شعاع کاتد ؛ : شعاع تنگش ؛ : طول تنگش ؛ : شعاع آند ؛
: سرعت محوری (سرعت لایه پلاسما در فاز محوری)، برای محاسبه سرعت لایه پلاسما در فاز محوری از رابطه (۴-۱۵) استفاده می کنیم:[۱۶]
(۴-۱۵)
: چگالی گاز دوتریم، برای فشار ۶torr محاسبه میکنیم.[۳۰]
(۴-۱۶)
با جایگذاری داده های بدست آمده در رابطه (۴-۱۵) میتوان سرعت محوری را محاسبه کرد، بنابراین داریم:
: سرعت شعاعی لایه جریان که برابر است با: [۱۶]
(۴-۱۷)
از فرمول (۴-۱۵) وجایگذاری در فرمول (۴-۱۷) می توانیم سرعت شعاعی را محاسبه کنیم:
با جایگذاری داده های موجود و مقدارهای بدست آمده از روابط (۴-۱۷) و (۴-۱۵) در رابطه (۴-۱۴) برای پتانسیل بین آند و کاتد محاسبه میشود:
: طول عمر پینچ برای دستگاه NX2برابر است با:۷۰ ns [15]
: معمولا در دستگاه های کوچک ۱ گرفته می شود.[۲۶]
Emax، حداکثر انرژی طیف هایی که از آزمایشگاه گرفته ایم و Emin ،حداقل انرژیی که واکنش انجام می شود. Emin=0.525و Emax=0.872006
با توجه به داده های محاسبه شده و جایگذاری در رابطه (۴-۱۳) تعداد دوترون خروجی از تنگش محاسبه میشود و با جایگذاری رابطه (۴-۱۳) و رابطه (۴-۱۲) در رابطه (۴-۱۱) میتوان اکتیویته را برای n در رنج ۲تا ۹ به دست آورد و نمودار مربوطه را رسم نمود.
از آنجائیکه تعداد هستههای نیتروژن۱۳ بدست آمده از آزمایشگاه برابر است با: و با جایگذاری این مقدار در رابطه (۴-۶) در صورتی که و و باشد مقدار است [۱۵,۱۶].
و با انتگرال گیری از فرمول (۴-۷) مقدار دوترون های خروجی از پینچ برابر است با:
مقدار نسبت زاویه فضایی هدف با دوترونهای خارج شده از پینچ(α) به زاویه فضایی دوترون های شتاب گرفته از پینچ()، برابر با است، با توجه به نتایج بدست آمده از داده های آزمایشگاهی وبرای نزدیکی محاسبات به داده های آزمایشگاهی، این نسبت در محاسبات برابر با در نظر گرفته میشود.
شکل (۴-۱۰) رابطه بین اکتیویته و n را نشان میدهد. همان طور که در نمودار رسم شده مشخص است با افزایش n مقدار اکتیویته کاهش مییابد.
شکل(۴-۱۰): اکتیویته بر حسب n
[پنجشنبه 1400-07-29] [ 10:45:00 ب.ظ ]
|