The calculation of fusion reactivity involves a complex six-dimensional integral that takes into account the fusion cross section and velocity distributions of two reactants. However, a more simplified one-dimensional integral form can be useful in certain cases, such as for studying fusion yield or diagnosing ion energy spectra. This simpler form has been derived in a few special cases, such as for a combination of two Maxwellian distributions, a beam-Maxwellian combination, and a beam-target combination, and can greatly reduce computational costs. In this study, it is shown that the reactivity for two drift bi-Maxwellian reactants with different drift velocities, temperatures, and anisotropies can also be reduced to a one-dimensional form, unifying existing derivations into a single expression. This result is used to investigate the potential enhancement of fusion reactivity due to the combination of beam and temperature anisotropies. For relevant parameters in fusion energy, the enhancement factor can be larger than 20%, which is particularly significant for proton-boron (p–B11) fusion, as this factor can have a significant impact on the Lawson fusion gain criteria.
核融合反応率の計算は、融合断面積と2つの反応物の速度分布を考慮した複雑な6次元積分を伴う。しかしながら、より簡略化された1次元積分形式は、核融合収量の研究やイオンエネルギースペクトルの診断などの特定の場合に有用である。このより単純な形式は、2つのマクスウェル分布の組み合わせ、ビーム-マクスウェル分布の組み合わせ、およびビーム-ターゲットの組み合わせなど、いくつかの特別な場合に導出されており、計算コストを大幅に削減できる。本研究では、異なるドリフト速度、温度、および異方性を持つ2つのドリフト付きバイマクスウェル反応物に対する反応率も1次元形式に簡約でき、既存の導出を単一の式に統合できることを示す。この結果を用いて、ビームと温度異方性の組み合わせによる核融合反応率の潜在的な増強を調査する。核融合エネルギーにおける関連パラメータに対して、増強因子は20%を超える可能性があり、この因子がローソン核融合利得条件に大きな影響を与え得るため、陽子-ホウ素（p–B11）核融合にとって特に重要である。