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

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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。