The knock-on tail formations in fuel-ion velocity distribution functions by energetic alpha particles (by the T(d,n)4He reaction) and protons (by the D(d,p)T and 3He(d,p)4He reactions) are investigated by simultaneously solving the Boltzmann–Fokker–Planck (BFP) equations for deuteron, triton, 3He, alpha particle and proton in an ITER-like (DT) plasma admixed with a small amount of 3He. As a result of the 3He inclusion, a fraction of the transferred energy from energetic ions to thermal deuterons and tritons via nuclear plus interference (NI) scattering is reduced. Owing to the NI scattering of the energetic protons by fuel ions, the latter are knocked up to higher energies. The knocking-up effect of fuel ions is enhanced with increasing 3He concentration. It is shown that if 3He with relative concentration of 4.2%, i.e. , is included in Te = 20 keV, ne = 9.5 × 1019 m−3 plasma, the magnitude of the knock-on tail in deuteron distribution function in 300 keV–3 MeV energy range is reduced by about 15% from the value when 3He is not externally supplied. Such knock-on tail reduction also results in alternation of the non-Gaussian neutron emission spectrum with energies less than ∼13 MeV and above ∼15 MeV.
燃料イオン速度分布関数におけるノックオン・テールの形成を、高エネルギーアルファ粒子（T(d,n)4He反応による）および陽子（D(d,p)Tおよび3He(d,p)4He反応による）について、重陽子、三重水素、3He、アルファ粒子、陽子に対するボルツマン・フォッカー・プランク（BFP）方程式を連立して解くことにより調べた。3Heを含める結果、高エネルギーイオンから熱的な重陽子および三重水素への核力（NI）散乱を介したエネルギー輸送の一部が低減される。NI散乱により、高エネルギー陽子によって燃料イオンはより高いエネルギーへと叩き上げられる。この燃料イオンの叩き上げ効果は、3He濃度の増加とともに強まる。相対濃度4.2%、すなわちTe = 20 keV、ne = 9.5 × 10^19 m^-3のプラズマに3Heが含まれる場合、300 keV〜3 MeVのエネルギー範囲における重陽子分布関数のノックオン・テールの大きさは、3Heが外部から供給されない場合の値と比較して約15%低減することが示された。このノックオン・テールの低減は、約13 MeV以下および約15 MeV以上のエネルギーにおける非ガウス型中性子放出スペクトルの変化にも帰着する。