In this work, we present a real-time algorithm designed to monitor the 14.1 MeV fusion neutron production rate generated by Deuterium–Tritium (DT) fusion reactions. The study was proposed for fusion–fission hybrid reactors; however, the approach has the potential to be applied to any reversed-field pinch (RFP)-based DT machines currently under consideration within the fusion community. The algorithm, based on experience from TFTR and JET DT operations, continuously tracks the 14.1 MeV fusion neutron emission rate. If this parameter decreases below a predefined threshold, for example due to fuel dilution, the onset of MHD instabilities, or temporary actuator unavailability, the algorithm can trigger an alarm. This enables plasma recovery when actuator capabilities allow it, or ensures safe plasma termination when recovery is not feasible. Alpha-particle confinement in RFP plasmas has been investigated using the ORBIT code for different RFP magnetic field topologies, while the algorithm performance has been assessed through dedicated test cases in preparation for its real-time implementation.
本研究では、重水素–トリチウム（DT）核融合反応によって生成される14.1 MeV核融合中性子生成率を監視するために設計されたリアルタイムアルゴリズムを提示する。本研究は核融合–核分裂ハイブリッド炉を対象として提案されたが、本手法は、現在核融合コミュニティ内で検討されている逆転磁場ピンチ（RFP）に基づくDT装置全般に適用できる可能性を有する。本アルゴリズムは、TFTRおよびJETのDT運転からの経験に基づき、14.1 MeV核融合中性子放出率を継続的に追跡する。このパラメータが、例えば燃料希釈、MHD不安定性の発生、または一時的なアクチュエータの利用不能により、事前に定義された閾値以下に低下した場合、本アルゴリズムは警報を発動できる。これにより、アクチュエータの能力が許す場合にはプラズマの回復が可能となり、回復が不可能な場合には安全なプラズマ終了が確保される。RFPプラズマにおけるアルファ粒子閉じ込めは、異なるRFP磁場トポロジーに対してORBITコードを用いて調査され、一方、アルゴリズムの性能は、そのリアルタイム実装に備えた専用テストケースを通じて評価された。