Fast ion synergistic effects were studied by predictive modelling of JET best performing pulses for various levels of neutral beam injection (NBI) and radio frequency (RF) power. Calculated DD neutron yields were analysed with the intention of separating the impact of RF synergistic effects due to changes in fast ion (FI) distribution function (DF) from secondary effects accompanying the application of RF power, namely changes in Te and Ti. A novel approach in analysing the efficiency of fast ions in fusion reactions based on evaluation of the cumulative reaction rates is outlined and used in the study. Conclusions on the impact of fast ion synergistic effects on fusion performance are based on comparisons of beam-target (BT) and thermal (Th) DD reaction rates. It was found that changes in auxiliary heating power, NBI and RF, by 4 MW will affect DD fusion performance and neutron rates significantly. Simulations of the best performing JET pulses show that for H minority RF heating scheme with available RF power the impact of RF synergistic effects is somewhat lesser than the secondary effects related to changes in Te and Ti. In conditions of much higher RF power the modification in fast ion distribution function (FI DF) and the impact of the fast ions on BT DD fusion becomes significant. The impact of the RF and NBI power on the BT reactivities was found to be of similar order; however, the NBI power has greater impact on reaction rates due to its larger effect on fast ion density.
高速イオン相乗効果は、様々なレベルの中性粒子ビーム入射(NBI)および高周波(RF)出力に対するJETの最良性能パルスの予測モデリングによって研究された。計算されたDD中性子収量は、RF出力の適用に伴う副次的效果、すなわちTeおよびTiの変化から、高速イオン(FI)分布関数(DF)の変化によるRF相乗効果の影響を分離する目的で分析された。融合反応における高速イオンの効率を分析するための新規アプローチは、累積反応率の評価に基づいて概説され、研究において使用された。融合性能に対する高速イオン相乗効果の影響に関する結論は、ビームターゲット(BT)および熱的(Th)DD反応率の比較に基づいている。補助加熱出力、NBIおよびRFの4 MWの変化が、DD融合性能および中性子収量に有意に影響することが見出された。JETの最良性能パルスのシミュレーションは、利用可能なRF出力を用いたHマイノリティRF加熱スキームにおいて、RF相乗効果の影響は、TeおよびTiの変化に関連する副次的效果よりもやや小さいことを示している。はるかに高いRF出力の条件下では、高速イオン分布関数(FI DF)の修正および高速イオンのBT DD融合への影響が顕著になる。RFおよびNBI出力のBT反応率への影響は同程度のオーダーであることが見出されたが、NBI出力は高速イオン密度へのより大きな効果により、反応率により大きな影響を及ぼす。