Low gain (Q ~ 1) fusion plasma systems are of interest for concepts of fusion–fission hybrid reactors. Operational regimes of large modern tokamaks are close to Q ≈ 1. Therefore, they can be considered as prototypes of neutron sources for fusion–fission hybrids. Powerful neutral beam injection (NBI) can support the essential population of fast particles compared with the Maxwellial population. In such two-component plasma, fusion reaction rate is higher than for Maxwellian plasma. Increased reaction rate allows the development of relatively small-size and relatively inexpensive neutron sources. Possible operating regimes of the NBI-heated tokamak neutron source are discussed. In a relatively compact device, the predictions of physics of two-component fusion plasma have some volatility that causes taking into account variations of the operational parameters. Consequent parameter ranges are studied. The feasibility of regimes with Q ≈ 1 is shown for the relatively small and low-power system. The effect of NBI fraction in total heating power is analyzed.
低利得（Q ≈ 1）核融合プラズマは、核融合・核分裂ハイブリッド炉用中性子源の原型として有望である。大型トカマクの運転領域はQ ≈ 1に近い。したがって、これらは核融合・核分裂ハイブリッド炉用中性子源の原型とみなすことができる。強力な中性粒子ビーム入射（NBI）は、マクスウェル分布と比較して高速粒子集団を維持できる。このような二成分プラズマでは、核融合反応率はマクスウェルプラズマよりも高くなる。反応率の増大により、比較的小型で低コストの中性子源の開発が可能になる。NBI加熱トカマク中性子源の可能な運転領域について考察する。比較的コンパクトな装置における二成分プラズマの物理的予測には、運転パラメータの変動に起因する不確実性が伴う。結果として得られるパラメータ範囲を検討する。Q ≈ 1の領域は、比較的小型で低出力のシステムにおいて実現可能であることが示される。総加熱出力に対するNBIの割合の影響を分析する。