If the nuclear spins in a fusion reactor are oriented, or polarized, in an appropriate manner, then the nuclear reactions are modified in such a way as to enhance the performance of the reactor. The methods by which the spins can be polarized and the various difficulties connected with these methods are discussed. The processes by which the polarization can be lost owing to various physical processes in a confined plasma are assessed. The different polarization modes of the plasma ions are applicable to the different nuclear reactions, D–T, D–3He and D–D. The benefits for reactor performance of these modes are discussed. It is concluded that on the basis of current knowledge, the possibility of achieving polarized spin in a fusion plasma cannot be ruled out and that the physics of such plasmas is well worth pursuing both for its intrinsic interest and for its benefit to fusion. Further, detailed calculations of the modification of the D–T nuclear reaction produced by spin polarization are given, as well as calculations of the depolarization rates for physical processes in a confined plasma. Finally, a kinetic description of a polarized plasma is outlined which generalizes the normal kinetic description of a plasma.
もし核融合炉内の核スピンが適切な方法で配向、すなわち偏極されれば、核反応は炉の性能を向上させるように改変される。スピンを偏極させる方法と、これらの方法に伴う様々な困難について論じる。閉じ込められたプラズマ内の様々な物理過程によって偏極が失われ得る過程について評価する。プラズマイオンの異なる偏極モードは、D–T、D–3He、D–Dという異なる核反応に適用可能である。これらのモードが炉の性能にもたらす利点について論じる。現在の知識に基づけば、核融合プラズマにおける偏極スピンの実現可能性を排除することはできず、そのようなプラズマの物理は、その固有の学術的価値と核融合への応用上の利点の両方の観点から、十分に研究に値すると結論づけられる。さらに、スピン偏極によって生じるD–T核反応の改変に関する詳細な計算と、閉じ込められたプラズマ内の物理過程における脱偏極率の計算を示す。最後に、通常のプラズマの運動論的記述を一般化する、偏極プラズマの運動論的記述の概要を述べる。