ПРОБЛЕМИ МОДЕЛЮВАННЯ КРИТИЧНИХ ТЕРМОЯДЕРНИХ ПРОЦЕСІВ
DOI:
https://doi.org/10.32782/pet-2024-2-10Ключові слова:
термоядерні процеси, критерій Лоусона, межа Шенберга-Чандрасекара, дейтерій, тритій, моделюванняАнотація
Подано короткий аналіз проблеми моделювання критичних термоядерних процесів. Акцентується увага на двох типах процесів. Перший визначається умовами виникнення та генерації термоядерних реакцій в стаціонарному режимі. Ця проблема є основною для створення термоядерних реакторів і має земне значення. Другий пов'язаний з часом життя стаціонарної фази термоядерного котла. Ця проблема є основною для життя зірок і має вселенське значення. Перша відноситься до проблеми порогу виникнення та генерації термоядерних реакцій і пов’язана з побудовою термоядерних реакторів. Проаналізовано критерій Лоусона та показано його значення в проблемі створення термоядерних реакторів. Виділено та проаналізовано дейтерій-дейтерієву та дейтерій-тритієву реакції. Обговорюються різні механізми моделювання генерації та реалізації цих реакцій, у тому числі за допомогою магнітних полів. Дано основні поняття мюонного каталізу та його роль у виникненні термоядерних реакцій. Проаналізовано питання про вплив форми та симетрії ядер дейтерію та тритію на поріг генерації термоядерних реакцій і внесок у критерій Лоусона. Друга частина відноситься до астрофізики. Сформульовано критерій Шенберга-Чандрасекара. Проаналізовано теорію Шенберга-Чандрасекара про час перебування зірки на головній послідовності діаграми Герцшпрунга-Ресселя, яка є загальною для всіх зірок головної послідовності діаграми. Проаналізовано межу Шенберга-Чандрасекара та її залежність від природи зірок. Показано розширення теорії Шонберга-Чандрасекара на політропні процеси та неоднорідні системи. Розглянуто проблеми однорідності та неоднорідності зірок та її вплив на межу Шенберга-Чандрасекара. Показано його роль у розвитку сучасної астрофізики. Також обговорюються перспективи використання межі Шенберга-Чандрасекара для ядер, відмінних від водню та гелію.
Посилання
Abu-Shawareb, H. et al. (3.5 pages) (2022). Lawson Criterion for Ignition Exceeded in an Inertial Fusion Experiment. Physical Review Letters, 129, 075001, 17 p.
Beringer, J. et al. (0.5 page) (2012). Review of Particle Physics. Phys. Rev. D 86, 010001, 1526 p.
Frank, F.C. (1947). Hypothetical Alternative Energy Sources for the 'Second Meson' Events. Nature, vol. 160(4068), pp. 525–527.
Kelly, R. S., Hart, L. J. F., & Rose, S. J. (2021). An investigation of efficient muon production for use in muon catalyzed fusion". Journal of Physics: Energy, vol. 3 (3), pp. 525–527.
Lawson, J. D. (1957). Some Criteria for the Power Producing Thermonuclear Reactor. Proc. Of the Physical Society, Sec. B, 70(1), pp. 6-10.
Muon-catalyzed fusion (2024). URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Muon-catalyzed_fusion
Petkow, D., Gabrielli, R.A., Herdrich, G., R. Laufer, R., & Röse, H.-P. (2012). Generalized Lawson criterion for magnetic fusion applications in space. Fusion Engineering and Design, Vol. 87, is.1, pp. 30–38.
Tipton, R. E. (2015). Generalized Lawson Criteria for Inertial Confinement Fusion. Lauremce Livermore National Laboratory. Technical Report LLNL-TR-676592, 2015, 59 p.
Trokhimchuck, P. P. (2024). To Question about Main Principles and Criteria of Critical Processes and Phenomena, IJARPS, vol. 11, is. 6, pp. 1–17.
Wesson, J. (2004). Tokamaks. Oxford: Claremdon Press, 750 p.
Andrievsky, S. M., & Klymyshyn, I. A. (2007). Kurs zagalnoyi astronomiyi [General astronomy course]. Odessa: Astroprint, 476 p. [in Ukrainian].
Chandrasekhar, S. (1938). Introduction to the Study of Stellar Structure. Chicago: University Press, 508 p.
Choudhuri, S., & Tapobrata, S. (2023). The Schӧnberg-Chandrasekhar limit ln presence of small anisotropy and modified gravity. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 523, 2023, pp. 518–526.
Schӧnberg, M., & Chandrasekhar, S. (1942). On the evolution of main-sequence star. The Astrophysical Journal, Vol. 96, Is.2, pp.161–172.
Trokhimchuck, P. P. (2024). Some Problems of Modeling Astrophysical and Cosmological Critical Processes. In: Eds. Jayminkumar Rajanikant Ray @ Shyam Sunder Sharma. Recent Review and Research in Physics, Vol. 10, Ch. 5. New Dehli: AkiNik Publications, pp. 65-94.
Beech, M. (1988). The Schӧnberg-Chandrasekhar limit: Polytropic Approximation. Astrophysics and Space Science, vol. 147, pp. 219–227.
