Durağan elektrostatik hapsetme füzyon reaktörü tasarımı ve iyon davranışlarının belirlenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Öğrenci: BEKİR DURSUN

Danışman: EROL KURT

Özet:

Bu tezde; yeni bir durağan elektrostatik hapsetme füzyon cihazı tasarımı yapılarak parçacıkların bu cihazda benzetimleri gerçek zamanlı olarak gerçekleştirilmiştir. Füzyon cihazı silindirik geometride 3 boyutlu olarak tasarlanmıştır. Cihazın Döteryum gazı içeren hücresinde altı adet katot çubuğu, bir adet merkezi çubuk ve hücre kenarlarında iki adet iyon tabancası bulunmaktadır. Gazın tamamen iyonlaştığı gerilimlerde iyonların ve elektronların birbiriyle, hücre içindeki katot çubuklarıyla ve merkezi çubukla olan etkileşimleri araştırılmıştır. Açıkça ifade edilirse, iyon-iyon, iyon-elektron, elektron-elektron, iyon-hücre ve elektron-hücre etkileşimleri modelde ele alınmıştır. Benzetimlerde farklı sayıdaki iyonların ve elektronların zamana bağlı çözümleri yapılmaktadır. Bunun için hücre içinde parçacık (PIC) metodu ve sonlu elemanlar metodu kullanılmaktadır. Cihaz, yenilik olarak merkezi çubuk yardımıyla iyon ve elektronların hareketini yatay düzlemde tutan bir manyetik hapsetme ünitesi içermektedir. Benzetimler için MatLab'de yeni bir kod algoritması oluşturulmuş ve kod yazımı gerçekleştirilmiştir. Önerilen model, literatürden farklı olarak parçacıklararası etkileşimi tek tek parçacık düzeyinde ele almaktadır. Bundan dolayı literatürdeki görüntü potansiyel yaklaşımı kullanılmamış olup daha gerçekçi bir model ortaya konulmuştur. Manyetik alanın, hareketli iyonların ve elektronların yatay konumlarını düzenlemesinden dolayı daha homojen bir hapsetme sağladığı görülmektedir.