慣性核融合におけるD^6Li反応を利用したペレット診断

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微量のリチウム(Li)を混合した慣性核融合の重水素-トリチウム(D-T)燃料ペレットを想定し、D^6Li反応を利用した燃焼ペレット診断の可能性を検討した。ペレット温度診断への利用の可能性がある反応として、 ^6Li(D,n)^7Be^*、 ^6Li(D,n)^7Li^*の2反応が挙げられる。各々、励起状態の核から、0.43MeV,o.48MeVの単色エネルギーのgamma線を放出する。これらの素過程が考慮できるような修正を施した荷電粒子輸送コードを、1次元流体コードに組み込み、種々の大きさ(rhoR、rho:燃料密度、R:ペレットの圧縮半径)のペレットに対して燃焼計算を行った。ペレットから放出されるgamma光子数を計測することにより温度診断は原理的には可能である。ただし、前述のgamma光子放出の反応断面積は低エネルギー領域においてかなり不確実な部分があり、今後検討の余地を残している。また、実際にLiを添加したペレットにおいては、中性子の放射捕獲反応や、本研究において考慮していない他の素過程に起因してgamma光子計測にかなりの誤差をもたらす因子が存在する。現在、これらの問題点、および最適なLi添加方法についての検討に着手したいところである。