Proton-boron-11 (p11B) is a nearly aneutronic and naturally abundant fuel, making it a promising candidate for advanced fusion fuels. However, achieving ignition and self-sustaining burn in p11B fuel remains extremely challenging. In comparison to deuterium-tritium (DT) fuel, the fusion reactivity of 11B(p, )2 reaction is significantly lower at plasma temperatures below 100 keV, while radiation losses are substantially higher. As for the additional nonthermal effects, the possibility of an avalanche reaction (or chain reaction) due to suprathermal fusion caused by energetic protons recoiled by p11B fusion-produced α-particles via large-angle elastic scattering has been discussed. Belloni reported that the multiplication factor of -particles G due to suprathermal fusion is at most 1% under the conditions of low ion temperature (Ti–1 keV), high electron temperature (), and electron number density 1024 (Belloni 2021 Plasma Phys. Control. Fusion63 055020). In this study, the -particle multiplication factor due to the suprathermal reaction at higher temperatures was evaluated under the conditions relevant to the ignition and burn processes of p11B fuel in inertial fusion using the latest p11B fusion cross section (Tentori and Belloni 2023 Nucl. Fusion63 086001) and considering the effects of the thermal motion of the background particles. The maximum value of the multiplication factor was found to be only 3% at , , and proton number fraction , indicating that even under such extreme conditions, no avalanche reaction is expected.
陽子-ホウ素11 (p11B) は、ほぼ無中性子で天然に豊富な燃料であり、先進核融合燃料の有望な候補である。しかし、p11B燃料での点火および自立的燃焼の達成は依然として極めて困難である。重水素-トリチウム (DT) 燃料と比較して、11B(p, )2反応の核融合反応率 は、プラズマ温度が100 keV未満では有意に低く、一方で放射損失は大幅に高い。追加の非熱的効果に関しては、p11B核融合で生成されたα粒子が大角度弾性散乱によって反跳された高エネルギー陽子による超熱核融合に起因する雪崩反応（連鎖反応）の可能性が議論されてきた。Belloniは、超熱核融合による -粒子の増倍係数Gは、低いイオン温度（Ti–1 keV）、高い電子温度()、および電子数密度1024の条件下で最大でも1%であると報告した（Belloni 2021 Plasma Phys. Control. Fusion63 055020）。本研究では、最新のp11B核融合断面積（Tentori and Belloni 2023 Nucl. Fusion63 086001）を用い、背景粒子の熱運動の影響を考慮して、慣性核融合におけるp11B燃料の点火および燃焼過程に関連する条件下で、より高い温度での超熱反応による -粒子増倍係数 を評価した。増倍係数 の最大値は、 , , および陽子数分率 の条件下でわずか3%であることがわかった。これは、そのような極端な条件下でも雪崩反応は期待されないことを示している。