Current designs for tokamak based fusion reactors usually consider deuterium-tritium reactions with a 50–50% mixture of D-T, to give a maximum power density, although design studies for pure D-D, He3-catalysed and T-catalysed tokamak fusion reactors have been performed. The letter considers a reactor burning a D-T mixture with an enhanced percentage of deuterium to increase the possibility of D-D reactions (a so-called T-catalysed D reactor). Most of the energy needed to maintain the burning plasma comes from D-T reactions, but the D-D reaction results in the generation of extra neutrons (or equally useful tritons or 3He nuclei), which can contribute to the overall neutron economy of the reactor. – A simple plasma energy balance for an ignited tokamak is used to study the usefulness of D-D reactions, with confinement times, safety factors, and beta limits as predicted by existing experimental devices. The authors consider both the improvements necessary in present plasma performance limits to produce useful D-D reaction rates as well as the effect of a lower plasma energy density on reactor size. – The object of the study has not been to consider the economics of such types of reactor, but rather to assess the potential of the D-D reaction to introduce some flexibility into a fusion reactor design. It is evident from design studies on next generation tokamaks that the overall neutron economy will be a major challenge in a fusion reactor and that the reduction of the necessary blanket breeding ratio could improve the feasibility of the overall design.
現在のトカマク型核融合炉の設計は、通常、最大出力密度を得るためにD-Tを50–50%の割合で混合した重水素-トリチウム反応を考慮するが、純D-D、He3触媒、T触媒トカマク型核融合炉の設計研究も行われている。本論文では、D-D反応の可能性を高めるために重水素の割合を増加させたD-T混合燃料を燃焼させる炉（いわゆるT触媒D炉）を考察する。燃焼プラズマを維持するために必要なエネルギーの大部分はD-T反応から得られるが、D-D反応は余剰中性子（あるいは同様に有用なトリトンまたは3He核）の生成をもたらし、これらは炉全体の中性子経済に寄与し得る。 – 点火トカマクに対する単純なプラズマエネルギー収支を用いて、既存の実験装置によって予測される閉じ込め時間、安全係数、ベータ限界を用いて、D-D反応の有用性を研究する。著者らは、有用なD-D反応率を生み出すために現在のプラズマ性能限界において必要な改善と、より低いプラズマエネルギー密度が炉の大きさに及ぼす影響の両方を考察する。 – 本研究の目的は、この種の炉の経済性を検討することではなく、むしろD-D反応が核融合炉設計に柔軟性をもたらす可能性を評価することである。次世代トカマクの設計研究から、中性子経済の全体像が核融合炉における主要な課題となり、必要なブランケット増殖比の低減が全体設計の実現性を向上させ得ることは明らかである。