ASCOT Fusion Source Integrator AFSI, an efficient tool for calculating fusion reaction rates and characterizing the fusion products, based on arbitrary reactant distributions, has been developed and is reported in this paper. Calculation of reactor-relevant D–D, D–T and D–3He fusion reactions has been implemented based on the Bosch–Hale fusion cross sections. The reactions can be calculated between arbitrary particle populations, including Maxwellian thermal particles and minority energetic particles. Reaction rate profiles, energy spectra and full 4D phase space distributions can be calculated for the non-isotropic reaction products. The code is especially suitable for integrated modelling in self-consistent plasma physics simulations as well as in the Serpent neutronics calculation chain. Validation of the model has been performed for neutron measurements at the JET tokamak and the code has been applied to predictive simulations in ITER.
ASCOT Fusion Source Integrator AFSIは、任意の反応物分布に基づいて核融合反応率を計算し、核融合生成物を特徴付けるための効率的なツールであり、開発され、本論文で報告される。炉心関連のD–D、D–T、D–3He核融合反応の計算は、Bosch–Hale核融合断面積に基づいて実装されている。反応は、マクスウェル分布の熱粒子と少数の高エネルギー粒子を含む任意の粒子集団間で計算できる。非等方的な反応生成物について、反応率プロファイル、エネルギースペクトル、および完全な4D位相空間分布を計算できる。このコードは、自己無撞着なプラズマ物理シミュレーションにおける統合モデリングや、Serpent中性子計算チェーンに特に適している。モデルの検証はJETトカマクでの中性子測定に対して行われ、このコードはITERでの予測シミュレーションに適用されている。