核融合プラズマにおける速度分布関数制御を用いた中性子発生量の低減化

使用聚变等离子体中的速度分布函数控制减少中子产生量

基本信息

批准号：
06780420
负责人：
松浦秀明
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

著者等は、D-^3He核融合プラズマ中には燃料イオン速度分布関数をMaxwell分布から変形させるメカニズムが潜在しており、これにより 14MeV中性子の発生量が従来の評価値(Maxwell分布を仮定した場合)から減少することを指摘してきた。本研究では、これらの自然現象としての分布関数変形に、さらに外部からの分布関数制御を重ね合せることによる14MeV中性子発生量の低減化を検討した。外部制御の方法としては中性粒子ビーム及び高周波を想定した。D-^3プラズマの立ち上げ時に、中性粒子ビーム入射加熱の使用が考えられる。一般に、入射ビームエネルギーは主(^3He(d,p)^4He)反応の反応率係数を上昇させる様に選ばれるが、この場合並行してD(d,p)T反応率係数の上昇、及びT(d,n)^4He反応率係数の減少が生じる。14MeV中性子発生の発生量は、これらの競合の結果として定まる。入射粒子に^3Heを選んだ場合、主反応の増大に伴う加熱パワーの軽減と同時に14MeV中性子率を約20%減少させることが可能であることがわかった。高周波を用いた分布関数制御に関しては、イオンサイクロトロン共鳴を利用してトリトン速度分布関数の制御を行い、14MeV中性子発生量を計算するためのコードを開発した。現在の所,高周波入射により数の105の中性子発生量の現象が得られているが、さらに入射パワーに対する吸収効率の詳細な検討が必要である。以上の計算は、簡単のため、ひとまず核弾性散乱の影響を無視して行った。今後核弾性散乱の影響を考慮した計算が要求される。

作者指出，d-^3e融合等离子体中有一种潜在机制，可以从麦克斯韦分布转换燃料离子速度分布函数，这减少了从常规评估值（假设Maxwell分布）中产生的14 MeV中子的数量。在这项研究中，我们通过对这些自然现象的叠加外部分布功能控制来调查了中子产生量的减少。作为外部控制方法，假定中性粒子梁和高频。可以在D-^3等离子体开始时使用中性粒子束入射加热。通常，选择入射束能量以增加主（^3He（d，p）^4He）的反应速率系数，但是在这种情况下，d（d，p）T反应速率系数增加，t（d，n）^4he反应速率系数降低。由于这些竞争，确定了14 MEV中子的数量。当选择 ^3HE作为入射粒子时，已经发现可以随着主反应的增加而降低加热能力，同时将14 MeV中子速率降低了约20％。关于使用高频射频的分布函数控制，我们通过使用离子回旋共振来控制Triton速度分布函数来计算14 MeV中子的代码。目前，高频事件产生了105个中子产生数量的现象，但需要进一步详细检查入射功率的吸收效率。为了简单起见，上述计算是在不首先忽略核弹性散射效果的情况下进行的。将来，需要考虑到核弹性散射的影响。