In the present paper, the new idea to increase the neutron yield of plasma focus devices is investigated and the results are presented. Based on many studies, more than 90% of neutrons in plasma focus devices were produced by beam target interactions and only 10% of them were due to thermonuclear reactions. While propounding the new idea, the number of collisions between deuteron ions and deuterium gas atoms were increased remarkably well. The COMSOL Multiphysics 5.2 was used to study the given idea in the known 28 plasma focus devices. In this circumstance, the neutron yield of this system was also obtained and reported. Finally, it was found that in the ENEA device with 1 Hz working frequency, 1.1 × 109 and 1.1 × 1011 neutrons per second were produced by D–D and D–T reactions, respectively. In addition, in the NX2 device with 16 Hz working frequency, 1.34 × 1010 and 1.34 × 1012 neutrons per second were produced by D–D and D–T reactions, respectively. The results show that with regards to the sizes and energy of these devices, they can be used as the efficient neutron generators.
本論文では、プラズマフォーカス装置の中性子収量を増加させる新しいアイデアを調査し、その結果を提示する。多くの研究に基づき、プラズマフォーカス装置で生成される中性子の90%以上はビーム・ターゲット相互作用によるものであり、そのうちわずか10%が熱核反応によるものである。新しいアイデアを提唱するにあたり、重陽子イオンと重水素ガス原子との衝突回数を大幅に増加させた。COMSOL Multiphysics 5.2を用いて、既知の28のプラズマフォーカス装置におけるこのアイデアを研究した。この状況下で、このシステムの中性子収量も取得され、報告された。最終的に、1Hzの動作周波数を持つENEA装置では、D–D反応により毎秒1.1×10⁹個、D–T反応により毎秒1.1×10¹¹個の中性子が生成されることが判明した。さらに、16Hzの動作周波数を持つNX2装置では、D–D反応により毎秒1.34×10¹⁰個、D–T反応により毎秒1.34×10¹²個の中性子が生成された。これらの結果は、これらの装置のサイズとエネルギーを考慮すると、効率的な中性子発生装置として使用できることを示している。