Özet: Yoğunluğu >10 20 Wcm -2 seviyesinde olan yüksek güç ve yoğunluktaki lazerler yüksek enerjili x ışınları, γ-ışınları ve nötronlar üretebilmektedir. Ayrıca yüklü parçacıkları yüksek enerjilere hızlandırabilirler ve her türlü nükleer reaksiyonları tetikleyebilmektedirler. Füzyon-Fisyon reaksiyonu senaryosunun temel konsepti, lazer ile hızlandırılmış parçacıkların veya iyon demetlerinin yoğunluğuna dayanır. Füzyon-Fisyon reaksiyon sistemi üretim hedefi ve reaksiyon hedefinden meydana gelmektedir. Bu çalışmada, katı hedefte hızlandırılmış döteron için 2D EPOCH PIC simülasyonları kullanılarak hesaplamalar yapılmıştır. Üretim hedefinde döteronların hızlandırılması için lazer sisteminin 200TW'lık güç, 5J enerji ve 25fs atma süresine sahip olduğu kabul edildi. Bu tarz lazerler hedef üzerinde 10 µm'ye odaklandığı zaman 10 20 W cm -2 yoğunluğa çıkabilmektedir. Çalışmamızda gösterilmiştir ki bu tarz masaüstü terawatt lazerler Füzyon-Fisyon reaksiyonları için döteronları 10 MeV enerjiye kadar çıkarılabildiğinden kullanılabilmektedir. Füzyon-Fisyon hedef sisteminin simülasyonu için Monte Carlo kodu MCNPX2.7.0 kullanılmıştır. Üretim hedefinden çıkan hızlandırılmış döteryumlar, reaksiyon hedefinin toryum tabakasında nükleer fisyon reaksiyonlarına neden olmaktadır. Reaksiyon hedefindeki toryum tabakası, füzyon tabakası ve CH2 tabakası yaklaşık 5 µm'lik bir kalınlığa sahiptir.
Investigation of Fusion-Fission Target System Using Laser-Induced Deuteron KeywordsLaser, Particle acceleration, Monte Carlo Method, PIC code, Fusion-Fission Abstract: High-power lasers with irradiances of >10 20 Wcm -2 are able to produce high-energy x-rays, γ-rays and neutrons, also can accelerate charged particles, and trigger all kind of nuclear reactions. The basic concept of the fusion-fission reaction scenario based on high dense laser accelerated particles or ion bunches. The fusion-fission reaction systems consist of production and reaction target. In this study, we calculated deuterium acceleration in solid targets by using 2D EPOCH PIC codes. It was assumed that the laser system had a power of 200TW, 5J energy and 25fs to accelerate the deuterons at the production target. 200 TW laser systems can reach the irradiances up to 10 20 Wcm -2 by focusing around 10 µm focal spot on target. It was found that table top Terawatt lasers can be used to for fusion-fission studies by accelerating deuterons up to 10 MeV. Monte Carlo code MCNPX2.7.0 was used for the simulations of fusion-fission target systems. The accelerated deuterons from the production target induce nuclear fission reactions in the thorium layer of the reaction target. The thorium layer, the fusion layer and the CH2 layer in the reaction target have a thickness of around 5 μm.