Project


Muon Catalyzed Fusion
#0025-2


General Information  

Full Title
MUON Catalyzed Fusion and its Applications

Tech Area / Field
  • FUS-ICS: Fusion / Inertial Confinement Systems

Status
1 2 3 4 5 6 7 8
 Project completed

Registration date
1996

Senior Project Manager
Karabashev S G

Project Officer/Assistant
Mitina L M

Leading Institute
Kurchatov Research Center / Mucatex

Supporting institutes

Collaborators
  • Los-Alamos National Laboratory

Project Summary  

During last period of research in frame of the acting ISTC Project 25 "Muon Catalyzed Fusion and its Applications" it was recognized that the isotopic molecular composition of triple H/D/T mixture of hydrogen isotopes is the critical parameter for efficiency of the muon catalyzed fusion.

The main objective of the proposed subproject is the study of isotopes exchange in triple H/D/T mixtures and measurements of equilibrium constants in wide range of concentrations at low temperatures.

Raman scattering (RS) will be used as principal experimental method for quantitative analysis - it is necessary to develop as special equipment, so the methodology of RS analytical application for the low temperature hydrogen isotopes mixtures in gas and liquid phase, containing high amount of tritium.

Anticipated results:
• exact measurements of equilibrium constants and rates of isotope exchange in triple H/D/T mixtures of hydrogen isotopes at low temperatures;
• measurements of constants of Raman scattering on isotopic substituted hydrogen molecules in gas and liquid phase;
• development of new RS spectrometer for quantitative analyses of liquids and gases.

The pilot specimen of the RS spectrometer could be interesting itself as a new type of commercial analyzer. Results could be interesting to institutions, involved in R&D programs in laser spectroscopy, analytical chemistry and in the field of environment monitoring.

Obtained constants are widely applicable in fusion research and technology, especially in the D/T fusion fuel cycle and tritium technology in large scale fusion programs like ITER or TFTR; in hydrogen isotopes separation; and in other chemically hydrogen related technologies.

Исследования по проекту "Мюонный катализ и его приложения" продемонстрировали сильное влияние изотопного молекулярного состава тройной смеси H/D/T на эффективность катализа. Комбинационное рассеяние света (КРС) лазера предполагается использовать как основной количественный метод для измерения молекулярного, изотопного и спинового состава тройной смеси H/D/T. Для этого потребуется разработка специального оборудования и новой методики анализа смесей изотопов водорода в газовой и жидкой фазах, содержащих высокие количества трития.

Целью подпроекта является создание экспериментальной аппаратуры и разработка методики для изучения изотопного обмена в тройных H/D/T смесях по спектрам КРС и измерения констант равновесия и скорости изотопного обмена в широком диапазоне концентраций при низких температурах.

Предполагаемые результаты:
• будет создан спектрометр КРС и криогенная аппаратура для количественного анализа жидкостей и газов, содержащих высокие концентрации трития;
• отработана методика измерения спектров КРС изотопных модификаций водорода в газовой и жидкой фазах.

Уникальный спектрометр КРС представляет самостоятельный, в том числе коммерческий, интерес как опытный образец нового типа анализатора, который может заинтересовать организации, занятые разработкой и производством спектроскопической и аналитической аппаратуры.

Спектры и константы комбинационного рассеяния на изотопно замещенных молекулах водорода при криогенных температурах в газовой и жидкой фазах представляют интерес для молекулярной спектроскопии и теории интенсивности линий КРС.

Результаты, помимо оптимизации условий мюонного катализа широкое применение в термоядерных исследованиях и тритиевой технологии дейтерий-тритиевого топливного цикла.