大型ヘリカルデバイスにおけるp-11B核融合反応によるアルファ粒子放出率の評価

実験において得られた大型ヘリカルデバイス（LHD）のプラズマパラメータに基づくp-11B核融合反応によるアルファ粒子放出率の数値研究が行われた。まず、ビームイオンの古典的な閉じ込めに基づいて、ビームイオン分布計算コードFIT3Dおよび核融合反応率計算コードFBURNを用いて、総アルファ粒子放出率が推定される。次に、水素ビーム加熱水素プラズマパラメータとホウ素ドロップ放電から得られた放射状ホウ素密度プロファイルを用いて計算が行われる。結果は、総アルファ粒子放出率が約1014 s−1に達することを示している。次に、FBURNコードにより計算されたアルファ粒子放出の放射状プロファイルに基づいて、p-11B反応により生成された5.78-MeVアルファ粒子の第一軌道損失の分布が、無衝突ローレンツ軌道コードLORBITによって真空容器およびダイバータプレート上で計算される。ほとんどのアルファ粒子はダイバータプレートに失われるが、一部のアルファ粒子は真空容器に失われる。最後に、既存のマニピュレーターと高速イオン損失検出器の位置によるアルファ粒子検出の実現可能性に関する研究が行われる。位置の関数としての粒子数は、かなりの数のアルファ粒子を検出できることを示している。ピッチ角が約130度のアルファ粒子はマニピュレーター位置に到達できる。対照的に、ピッチ角が約50度および約110度の粒子は高速イオン損失検出器位置に到達できる。計算は、p-11Bによるアルファ粒子の測定が帯電粒子検出器を用いて可能であると考えられることを示している。