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Muon catalysed fusion-fission reactor driven by a recirculating beam

S. Eliezer, T. Tajima, M.N. Rosenbluth1987年被引用 20Nuclear FusionIF 3出版社

The recent experimentally inferred values of multiplicity of deuterium-tritium fusion catalysed by muons have increased the interest in muon catalysed fusion reactors. Since the main energy expended is in pion (and consequent muon) production, it is tried to minimize the pion loss by magnetically confining pions where they are created. At the present time, it does not appear possible to achieve an energy gain by pure fusion, but it is possible to gain energy by combining catalysed fusion with fission blankets. Two new ideas for improvement of the muon fusion reactor concept are presented. The first idea is to combine the target which creates pions, the converter of pions to muons, and the synthesizer in one vessel (synergetic concept). This is accomplished by injecting a tritium or deuterium beam of 1 GeV per nucleon into DT fuel contained in a magnetic mirror. The confined pions slow down and decay to muons which are confined in the fuel whereby muon loss is kept small. The quantity of tritium necessary to keep the reactor viable has been derived. The second idea is to collect the beam passing through the target for reuse and to recirculate it, while directing the strongly interacting portion of the beam to electronuclear blankets. The present concepts are at the margin of known technologies and are based on known physical processes and data.

日本語訳

最近の実験で得られたミューオン触媒重水素-三重水素核融合の多重度の値は、ミューオン触媒核融合炉への関心を高めている。主なエネルギー消費がパイオン(およびそれに続くミューオン)の生成にあることから、パイオンが生成される場所で磁気的に閉じ込めることにより、パイオンの損失を最小限に抑えることが試みられている。現時点では、純粋な核融合のみでエネルギー利得を達成することは不可能と思われるが、触媒核融合を核分裂ブランケットと組み合わせることでエネルギー利得が可能となる。ミューオン触媒核融合炉の概念に対する2つの新しい改良案が提示されている。第一の案は、パイオンを生成するターゲット、パイオンをミューオンに変換するコンバーター、および合成装置を単一の容器内に組み合わせる(相乗効果概念)ことである。これは、1 GeV/核子の重水素または三重水素ビームを、磁気ミラー内に閉じ込められたDT燃料に注入することによって達成される。閉じ込められたパイオンは減速してミューオンに崩壊し、そのミューオンは燃料内に閉じ込められるため、ミューオンの損失は小さく抑えられる。炉の運転持続に必要なトリチウム量が導出されている。第二の案は、ターゲットを通過したビームを回収して再利用し、同時にビームの強く相互作用する部分を核分裂ブランケットへ導くことである。現在の概念は既知の技術の限界にあり、既知の物理過程とデータに基づいている。

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