The fusion reaction between deuterium and tritium, D(T,n)4He is the main source of energy in future thermonuclear reactors. Alpha-particles (4He-ions) born with an average energy of 3.5 MeV transferring energy to the thermal plasma during their slowing down, should provide the self-sustained D–T plasma burn. The adequate confinement of α-particles is essential to provide efficient heating of the bulk plasma and steady burning of a reactor plasma. That is why the fusion-born α-particle studies have been a priority task in the second D–T experiments (DTE2) on the Joint European Torus (JET) to understand the main mechanisms of their slowing down, redistribution and losses and to develop optimal plasma scenarios. JET with Be-wall and W-divertor, enhanced auxiliary heating systems and improved energetic-particle diagnostic capabilities, producing significant population of α-particles, provided the possibility for comprehensive studying of the α-particle behaviour. Selected results of the confined and lost α-particle measurements, evidence of α-particle self-heating and assessments of the fusion performance are presented in this paper giving an opportunity for further modelling and extrapolation to the International Thermonuclear Experimental Reactor and burning plasma reactors.
重水素とトリチウムの核融合反応 D(T,n)4He は、将来の熱核融合炉における主要なエネルギー源である。平均エネルギー3.5 MeVで生成されるアルファ粒子(4Heイオン)は、減速中に熱プラズマへエネルギーを移すことで、自己維持型のD–Tプラズマ燃焼を提供するはずである。α粒子の適切な閉じ込めは、バルクプラズマの効率的な加熱と、炉心プラズマの定常燃焼を実現するために不可欠である。そのため、核融合生成α粒子の研究は、統合欧州トーラス(JET)における第2回D–T実験(DTE2)の優先課題であり、その減速、再分布、損失の主なメカニズムを理解し、最適なプラズマシナリオを開発することが目的であった。Be壁とWダイバータを備え、強化された補助加熱システムと改善された高エネルギー粒子診断能力を有し、有意なα粒子集団を生成するJETは、α粒子挙動の包括的な研究の可能性を提供した。閉じ込められたα粒子および損失したα粒子の測定結果の選定、α粒子自己加熱の証拠、および核融合性能の評価を本論文で示し、国際熱核融合実験炉および燃焼プラズマ炉へのさらなるモデリングと外挿の機会を提供する。