In plasmas, bremsstrahlung includes electron–ion (e–i) bremsstrahlung and electron–electron (e–e) bremsstrahlung. Bremsstrahlung radiation power loss is one of the most significant losses in fusion plasmas, which is more pronounced in higher temperature fusion. The factors that affect bremsstrahlung power include the mean electron energy and the electron velocity distribution shape. In this study, we systematically study the influence of the electron velocity distribution shape on the bremsstrahlung power with fixed total electron energy. It was found that the existing electron velocity distribution shapes have little effect on the bremsstrahlung power. In addition, by analyzing the bounds of bremsstrahlung power, we have provided the theoretical upper and lower bounds of e–i radiation. Our analysis reveals that the e–i bremsstrahlung power depends critically on the degree of energy distribution concentration. Specifically, in non-relativistic regimes, concentrated energy distributions enhance the radiation power, whereas in high-temperature relativistic regimes, such concentration suppresses it. This discrepancy arises from the distinct contributions of high-energy electron populations to radiation power across different energy regimes. For e–e bremsstrahlung, a similar dependence on energy concentration is observed. Furthermore, e–e radiation power exhibits additional sensitivity to the anisotropy of the electron velocity distribution function. These rules could provide a basis for reducing bremsstrahlung power losses in fusion plasmas.
プラズマ中では、制動放射には電子–イオン（e–i）制動放射と電子–電子（e–e）制動放射が含まれる。制動放射による放射損失は、核融合プラズマにおける最も重要な損失の一つであり、より高温の核融合において顕著である。制動放射出力に影響を与える要因には、平均電子エネルギーと電子速度分布形状が含まれる。本研究では、全電子エネルギーを固定した条件下で、電子速度分布形状が制動放射出力に与える影響を体系的に調べた。その結果、既存の電子速度分布形状は制動放射出力にほとんど影響を与えないことが判明した。さらに、制動放射出力の範囲を解析することにより、e–i放射の理論的な上限と下限を提供した。我々の解析により、e–i制動放射出力はエネルギー分布の集中度に決定的に依存することが明らかになった。具体的には、非相対論的領域では、集中したエネルギー分布は放射出力を増強する一方、高温相対論的領域では、そのような集中は放射出力を抑制する。この相違は、異なるエネルギー領域において高エネルギー電子集団が放射出力に与える寄与が異なることに起因する。e–e制動放射についても、エネルギー集中に対する同様の依存性が観察される。さらに、e–e放射出力は、電子速度分布関数の異方性に対して追加の感度を示す。これらの規則は、核融合プラズマにおける制動放射出力損失の低減の基礎を提供し得る。