Journal of Physical Studies 23(1), Article 1201 [7 pages] (2019)
DOI: https://doi.org/10.30970/jps.23.1201

IMPULSE SOURCE OF HIGH ENERGY NEUTRONS EMITTED BY FUSION REACTIONS AFTER COMPRESSION OF D--T GAS BY CUMULATIVE DETONATION WAVES

V. D. Rusov, V. A. Tarasov, S. A. Chernezhenko, V. P. Smolyar, V. V. Urbanevich, T. N. Zelentsova

Odesa National Polytechnic University,
Department of Theoretical and Experimental Nuclear Physics,
1, Shevchenko ave., Odesa, UA-65044, Ukraine
e-mail: siiis@te.net.ua

We develop a physical model and a system of equations for the impulse neutron source (INS) of high-energy neutrons ($\sim$ 14 MeV) emitted by fusion reactions during the compression of D-T gas by cumulative detonation waves. The system of INS equations includes a system of gas dynamic equations that takes into account the energy transfer by radiation, equations for the radiation flux, the equation of the shock adiabat (the Hugoniot adiabat) for a compressed gas, and the equation for the neutron yield.

We perform the INS dynamics simulation for the spherical and cylindrical geometries, and calculate maximum temperatures of D-T plasma, its density and neutron yield in the pulse.

The obtained temperature estimates and the simulation results show that the thermonuclear fusion temperatures are reached within this approach, and the fusion reactions proceed. Their yield determines the yield of neutrons.

PACS number(s): 29.25.Dz, 25.60.Pj, 47.40.$-$x, 47.40.Rs, 82.60.-s

pdf

References
  1. V. D. Rusov et al., Sci. Technol. Nucl. Instal. 2015, 703069 (2015);
    CrossRef
  2. V. D. Rusov et al., Progr. Nucl. Energy 83, 105 (2015);
    CrossRef
  3. Проблемы физики высоких плотностей энергии. XII Харитоновские тематические научные чтения. Доклады, под ред. Е. А. Шаповаловой (Изд-во ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», Саров, 2010).
  4. A. Taylor et al., Science 315, 1092 (2007);
    CrossRef
  5. Ядерный синтез с инерционным удержанием. Современное состяние и перспективы для энергетики, под ред. Б. Ю. Шаркова (ФИЗМАТЛИТ, 2005).
  6. Energy from inertial fusion, edited by W. J. Hogan (International Atomic Energy Agency, Vienna, 1995).
  7. Ф. Абзаев и др., Журн. эксп. теор. физ. 114, 155 (1998).
  8. А. С. Козырев, Газодинамический термоядерный синтез (РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров, 2005).
  9. В. А. Александров и др., Вопр. атом. наук. техн. Сер. Матем. модел. физ. проц. 4, 92 (1992).
  10. В. А. Александров и др., Хим. физ. 12, 746 (1993).
  11. Н. Попов и др., Усп. физ. наук 178, 1087 (2008);
    CrossRef
  12. А. Н. Анисимов и др., Хим. физ. 12, 746 (1993).
  13. О. К. Сурский, Ю. А. Зысин, Докл. АН СССР 227, 1327 (1976).
  14. Е. И. Забабахин, Журн. эксп. теор. физ. 49, 642 (1966).
  15. Е. И. Забабахин, И. Е. Забабахин, Явления неограниченной кумуляции (Наука, Москва, 1988).
  16. Я. Б. Зельдович, Ю. П. Райзер, Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений (Наука, Москва, 1966).
  17. И. М. Капитонов, Введение в физику ядра и частиц (УРСС, Москва, 2002).
  18. А. Ф. Беляев, Сборник статей по теории ВВ (НКАП, Государственное издательство оборонной промышленности, 1940).
  19. Г. С. Романов, Л. В. Рудак, А. В. Тетерев, Хим. физ. 12, 749 (1993).
  20. Э. В. Шпольский, Атомная физика. Т.1 (Наука, Москва, 1984).
  21. Р. Ф. Трунин, Исследования экстремальных состояний конденсированных веществ методом ударных волн. Уравнения Гюгонио (РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров, 2006).
  22. О. М. Белоцерковский, Ю. М. Давыдов, Метод крупных частиц в газовой динамике (Наука, Москва, 1982).
  23. Б. Карлсон, К. Латроп, Вычислительные методы в физике реакторов (Атомиздат, 1972).
  24. H. Brysk, Plasma Phys. 15, 611 (1973); {
    CrossRef }.
  25. S. N. Abramovich, B. Y. Guzhovskij, V. A. Zherebtsov, A. G. Zvenigorodskij, Nuclear Pphysics Constants for Thermonuclear Fusion. A Reference Handbook (International Atomic Energy Agency, Vienna, 1991).
  26. А. В. Чернай, дис. докт. фіз.-мат. наук (Дніпропетровськ, 2003).
  27. А. Чернай, В. Соболев, Н.Налисько, Сб. научн. трудов Нац. горн. акад. Укр. 3, 225 (2001).
  28. А. Чернай, В. Соболев, Н. Налисько, Вісн. КрНУ ім. М. Остроградського 98(1), 70 (2016).
  29. В. Чернай, В. Соболєв, Н. Білан, Матеріали міжнародної конференції "Форум гірників--2007" (Нац. гірничий ун-т, Дніпропетровськ, 2007), с.174.
  30. В. Ципилев, Е. Морозова, Изв. вузов. Физ. 52, 324 (2009).
  31. В. Таржанов, А. Зинченко, В. Сдобнов, Физ. горения и взрыва 32, 113 (1996).
  32. A. Chernay, V. Sobolev, M. Iliushin, Schnaider alexander. patent #de19546342. Germany, C06B 23/00. (initiieren der Sprengstoff / Schnaider Alexander, 1999).
  33. V. Rusov, V. Tarasov, S. Chernezhenko, A. Kakaev, V. Smolyar, Eur. Phys. J. A 53, 179 (2017);
    CrossRef