The effects of nuclear elastic scattering (knock-on) from energetic light ions on the neutron emission spectrum in fusion plasmas are studied. The knock-on spectral features in D and DT plasmas without and with radio frequency heating on a 3He minority component are determined through Monte Carlo simulations. The neutron production magnitudes are determined relative to those due to fuel ions in the thermal bulk state (down to the level of 10−5), and the interference of higher order terms in the outlying spectral regions where these dominate is evaluated. The study completes the mapping of nuclear reaction and elastic scattering effects on the neutron emission spectrum including first-, second- and third-order processes. Included are the cross-couplings between dd and dt fusion reactions as manifested in the full neutron spectrum (En = 0–20 MeV) for DT plasmas of varying isotopic composition. This study determines the relationship between components of the neutron emission spectra and those of the underlying ion velocity distributions, which provides a general basis for judging the plasma diagnostic information that can potentially be extracted from measurement and analysis of such neutron data.
核融合プラズマにおける中性子放出スペクトルに対する、高エネルギー軽イオンからの核弾性散乱（ノックオン）の影響が研究される。DプラズマおよびDTプラズマにおけるノックオンスペクトル特徴が、3He少数成分への高周波加熱の有無にかかわらず、モンテカルロシミュレーションによって決定される。中性子生成量は、熱的バルク状態にある燃料イオンによるものに対する相対値として決定され（10−5のレベルまで）、これらが支配する外縁スペクトル領域における高次項の干渉が評価される。この研究は、中性子放出スペクトルに対する核反応および弾性散乱効果のマッピングを、1次、2次、3次の過程を含めて完成させる。異なる同位体組成を持つDTプラズマにおける全中性子スペクトル（En = 0–20 MeV）に現れるdd核融合反応とdt核融合反応の間の相互結合も含まれる。この研究は、中性子放出スペクトルの成分と、その基礎となるイオン速度分布の成分との間の関係を決定し、これはそのような中性子データの測定および解析から潜在的に抽出可能なプラズマ診断情報を判断するための一般的な基盤を提供する。