The numerical codes NFREYA and FIFPC have been applied to optimize the neutral beam injection (NBI) parameters for a high-β, highly elongated, compact spherical tokamak plasma.The Monte Carlo code NFREYA uses the 2D-flux surface and the 3D beam line geometry, such as the focal lengths, duct length, and beamlet divergences, beam tangency radius and the position of the ion source to calculate the beam deposition profile H(ρ) in an arbitrarily shaped axisymmetric plasma. The deposition profile H(ρ), depending on the radial coordinate ρ, for an arbitrarily shaped axisymmetric plasma is computed by a Monte Carlo method. H(ρ) is proportional to the source terms in the Fokker–Planck equation to be solved at selected flux surfaces.The deposition profile is used in the FIFPC code to compute the fast ion distribution function and thus the neutron yield. FIFPC accounts for the slowing down of the fast deposited particles due to the drag of the ions and electrons, the energy diffusion and pitch angle scattering.Results concerning the beam geometry and the neutron generation by the injection of (D,T) ions into (D,T) background plasmas of different compositions are presented.
数値コードNFREYAおよびFIFPCを適用し、高β・高伸長・コンパクト球形トカマクプラズマにおける中性粒子ビーム入射（NBI）パラメータの最適化を行った。モンテカルロコードNFREYAは、2次元磁気面と3次元ビームライン形状（焦点距離、ダクト長、ビームレット発散、ビーム接線半径、イオン源位置など）を用いて、任意形状の軸対称プラズマにおけるビーム堆積プロファイルH(ρ)を計算する。堆積プロファイルH(ρ)は動径座標ρに依存し、選択された磁気面上で解くべきフォッカー・プランク方程式のソース項に比例する。この堆積プロファイルはFIFPCコードにおいて高速イオン分布関数、ひいては中性子収量の計算に使用される。FIFPCは、高速堆積粒子の減速（イオンおよび電子による抗力）、エネルギー拡散、ピッチ角散乱を考慮する。異なる組成の(D,T)背景プラズマへの(D,T)イオン入射に関するビーム形状および中性子生成の結果を示す。