The depth of penetration of fast hydrogen atoms into a fusion reactor plasma, before they become ionized and held by the magnetic field, is of importance in connection with the heating and refuelling of such a plasma. Here the experimental cross-sections for the important collision processes are reviewed and analytic expressions are formed which describe the data reasonably well.The ion and electron energy distributions to be expected in both toroidal and mirror reactors are used, with the analytic expressions for the cross-sections, to calculate rate coefficients. The plasma thickness T for an 1/e reduction in intensity of the atom beam is then obtained as a function of beam energy and plasma temperature over the range 0.1 to 2000 keV (D+, Do). As an example a 1 MeV deuterium atom beam entering a toroidal reactor plasma has T=1.7×1016 and 2.5×1016cm−2 for plasma temperatures of 1 and 100 keV, respectively.
高速水素原子が核融合プラズマ中へ侵入する深さは、電離して磁場に捕捉されるまでの過程において、そのようなプラズマの加熱および燃料補給に関連して重要である。本稿では、主要な衝突過程に関する実験的断面積を概観し、データを合理的に記述する解析的表現を導出する。トロイダル型およびミラー型の両方の炉において期待されるイオンおよび電子のエネルギー分布を用いて、断面積の解析的表現から速度係数を計算する。原子ビームの強度が1/eに減少するプラズマ厚さTは、ビームエネルギーおよびプラズマ温度の関数として、0.1〜2000 keV（D⁺、D⁰）の範囲で求められる。例として、1 MeVの重水素原子ビームがトロイダル型炉プラズマに入射する場合、プラズマ温度が1 keVおよび100 keVのとき、それぞれT=1.7×10¹⁶および2.5×10¹⁶ cm⁻²となる。