بررسی چرخه سیستم کاتالیزور میونی در مخلوط D/T با در نظر گرفتن تشکیل مولکولهای دومیونی

چرخه میونی در همجوشی کاتالیزور میونی تابع پارامترهایی مانند دما، ضریب چسبندگی میونی، چگالی هیدروژن مایع و کسر غلظتهای انتخابی ایزوتوپهای هیدروژن است. این بستگیها در مطالعات همجوشی کاتالیزور میونی سه جسمی مورد توجه قرار گرفته است. در کارهای تحقیقاتی اخیر، رفتارهای پایهای تشکیل مولکولهای چهار جسمی pt، pd، dt، dd، tt و pp مورد مطالعه قرار گرفته و نشانداده شده است که آهنگهای تشکیل برای چنین مولکولهای چهار جسمی به مقدار قابل ملاحظهای بزرگتر از مولکوکهای سه جسمی هسته های مشابه یعنی pt، pd، dt، dd، tt و pp است و بخصوص برای dt آهنگ همجوشی برابر 1s-1013×6-1s-1013×3Rf(dt)≈ گزارش شده است که حدود 40 مرتبه از آهنگ همجوشی در dt بزرگتر است. اهمیت واکنشهای مطرح شده ما را بر آن داشت تا در همجوشی کاتالیزور میونی در مخلوط دو گاز D/T آثار تشکیل مولکولهای چهار جسمی را جستجو کنیم. در این کار تحقیقاتی به علت عدم دسترسی به تمام داده های مورد نیاز فقط شاخه اصلی تشکیل مولکولهای چهار جسمی dt را بررسی کردهایم و برای این منظور ابتدا شبکه واکنش جامع مربوط به مخلوط D/T را با در نظر گرفتن تشکیل مولکولهای چهار جسمی dt معرفی و معادلات دینامیکی حاکم بر آن را در حالت پایا برای محدوده دمایی K 1400-100 در ازای چگالیهای مختلف و غلظت نسبی دوتریوم و تریتیوم، با در نظر گرفتن بستگی چگالی، غلظت نسبی تریتیوم و دما برای ضریب چسبندگی موثر میون حل و ضرایب تکثیر میونی xdt و xdt را که به ترتیب برای حالتهای dt و dt میباشند، محاسبه و جوابها مقایسه شده است. به علت در دسترس نبودن اندازه دقیق آهنگ تشکیل مولکولهای چهار جسمی dt، λ′a ، مقدار آن حداکثر به اندازه آهنگ چسبیدن میون به دوترون 1s-1012 و حداقل به اندازه آهنگ تشکیل مزومولکول dt ، یعنی 1s-109 انتخاب گردیده است. مقایسه نتایج حاصل از محاسبات و تجربه برای ضریب تکثیر میونی نشان میدهد که انتخاب 1s-109λ′a= بیشترین نزدیکی را با جوابهای آزمایشگاهی دارد. در نهایت نقش تشکیل مولکولهای چهار جسمی و همجوشی آنها در تعیین ضریب تکثیر میونی از طریق تیوری و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه این نتایج نشان میدهد که عدم اعمال واکنشهای چهار جسمی برای سیستمهای در حال تحقیق امروزی که معمولاﹰ با چشمه های میونی شدت بالا نیستند تاثیر زیادی در نتایج محاسبات سه جسمی ندارد.