Resonant Formation Rates of Muonic Molecular ion in Muon-Catalyzed Fusion

뮤온 촉매 핵융합에서 뮤온 분자 이온의 공명 형성율

The resonant formation rates of muonic molecular ion dtr in the muon-catalyzed fusion are calculated in various fuel temperatures and densities. The elastic scattering cross sections between t$\mu$ and deuterons are obtained by making use of the partial wave method. The transition property of the excited compound molecule [(dt$\mu$)dee]＊ derived by the impulse approximation in the form of a bound-state form factor. The radiative, Auger, and collisional deexcitations are considered as the deexcitation mechanisms of the excited dt$\mu$, and each deexcitation width is calculated as well as back decay width. The resultant reaction widths are used to calculate the formation cross sections of resonant dt$\mu$. The resonant formation rates for dt$\mu$-d and dt$\mu$-t collisions are computed as functions of fuel temperature and density. The calculations show that the resonant formation rates increase with fuel densities and have the maximum values at the particular temperatures where the relative collision energies are equal to the resonant ones.

뮤온 촉매 핵융합에서 뮤온 분자이온 dt$\mu$의 공명 형성율을 수소밀도와 온도의 함수로서 계산하였다. 부분파 방법을 도입하여 t$\mu$와 중양자 사이의 탄성산란 단면적을 구하였고, 충격근사를 써서 여기상태의 [(dt$\mu$)dee]＊의 천이를 구속상태 형성인자로 도출하였다. 여기상태 dt$\mu$의 탈여기 기작으로는 방사선 방출, 오오져, 그리고 충돌 탈여기를 고려하였고 이들에 대한 탈여기폭과 역붕괴폭을 계산하였다. 계산된 반응폭들로부터 공명 상태 dt$\mu$의 형성단면적을 구하고 이것을 써서 수소의 밀도와 온도의 함수로서 dt$\mu$-d, dt$\mu$-t 공명 형성율을 계산하였다. 계산결과로 부터 공명형성율은 수소의 밀도와 더불어 증가하고, 상대충돌 에너지가 공명에너지와 같아지는 온도에서 최대값을 갖는다는 것을 알았다.