Silindirik ıec reaktörünün nötron verimliliğinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışma kapsamında, Türkiye Enerji, Nükleer ve Maden Araştırma Kurumu'nda (TENMAK) geliştirilen silindirik Eylemsiz elektrostatik sıkıştırmalı (C-IEC) füzyon reaktörünün nötron veriminin araştırılmasına yönelik çalışmalar yapılmıştır. Temel amaç, nötron üretmek, optimal katot geometrisini belirlemek ve manyetik sıkıştırma yoluyla nötron verimini artırmak için füzyon deneyleri gerçekleştirerek yerel olarak geliştirilen bu C-IEC reaktörünü optimize etmek ve geliştirmektir. Teorik arka plan, IEC cihazlarının prensiplerini, nötron üretebilen D-D ve D-T gibi füzyon reaksiyonlarını ve iyonların elektrostatik hapsedilmesinin ardındaki fiziği kapsar. Malzemeler ve yöntemler bölümünde C-IEC reaktörünün vakum odası, güç kaynakları, iyon kaynakları, zırhlama ve dedektörler gibi ana bileşenleri açıklanmaktadır. Planlanan deneyler, radyo frekans gücü, DC voltajı, gaz basıncı gibi değişken parametreler, manyetik sıkıştırmalı ve manyetik sıkıştırmasız, farklı katot geometrileri ve iyon kaynaklarının sayısı/konfigürasyonunu değiştirerek nötron veriminin ölçülmesini içerir. Nötron emisyonunun izotropisi de farklı konumlardaki dedektörler kullanılarak araştırılmıştır. Manyetik sınırlama yokken gerçekleştirilen çalışmalarda 3.0×10^7 n/s, manyetik sınırlama varken yapılan ölçümlerde 8.0×10^7 n/s, halka tipli katot ile ve tek bir iyon kaynağı kullanılarak gerçekleştirilen deneylerde ise 2.2×10^8 n/s nötron akısı elde edilmiştir. Önemli olan, milli olarak geliştirilen bu küçük füzyon cihazını optimize ederek Türkiye'nin füzyon araştırmalarındaki uzmanlığına katkıda bulunmaktır. Üretilen nötronlar, nötron aktivasyon analizi, radyoizotop üretimi vb. uygulamaları mümkün kılabilir. Genel olarak, bu deneysel çalışma, geleceğin teknolojisi olarak kompakt füzyon reaktörlerinin geliştirilmesine yönelik küresel çabalarla uyumludur.