Adiabatic toroidal compression experiments were performed in conjunction with high power neutral beam injection in the Tokamak Fusion Test Reactor (TFTR). Acceleration of beam ions to energies nearly twice the injection energy was measured with a charge exchange neutral particle analyser. Measurements were also made of 2.5 MeV neutrons and 15 MeV protons produced in fusion reactions between the deuterium beam ions and the thermal deuterium and 3He ions, respectively. When the plasma was compressed, the d(d,n)3He fusion reaction rate increased by a factor of five, and the 3He(d,p)α rate by a factor of twenty. These data were simulated with a bounce averaged Fokker-Planck program, which assumed conservation of angular momentum and magnetic moment during compression. The results indicate that the beam ion acceleration was consistent with adiabatic scaling.
断熱トロイダル圧縮実験を、トカマク核融合試験炉(TFTR)における高パワー中性粒子ビーム入射と組み合わせて実施した。ビームイオンの注入エネルギーのほぼ2倍のエネルギーへの加速を、荷電交換中性粒子分析装置を用いて測定した。また、重水素ビームイオンと熱的重水素イオンおよび3Heイオンとの間の核融合反応でそれぞれ生成される2.5MeV中性子と15MeV陽子の測定も行った。プラズマを圧縮すると、d(d,n)3He核融合反応率は5倍に増加し、3He(d,p)α反応率は20倍に増加した。これらのデータは、圧縮中の角運動量と磁気モーメントの保存を仮定したバウンス平均フォッカー・プランクコードでシミュレーションされた。その結果は、ビームイオン加速が断熱則と一致することを示している。