Gyrocenter following simulations of fusion born alpha particles in a stellarator reactor are preformed using the BEAMS3D code. The Wendelstein 7-X high mirror configuration is scaled in geometry and magnetic field to reactor relevant parameters. A m−3 density plasma with 20 keV core temperatures is assumed and fusion birth rates calculated for various fusion products assuming a 50/50 deuterium-tritium mixture. It is found that energetic He4 ions comprise the vast majority of the energetic particle inventory. Slowing down simulations of the He4 population suggest plasma heating consistent with scaled energy confinement times for a stellarator reactor. Losses for this configuration appear large suggesting optimization beyond the scope of the W7-X device is key to a future fusion reactor. These first simulations are designed to demonstrate the capability of the BEAMS3D code to provide fusion alpha birth and heating profiles for stellarator reactor designs.
ジャイロ中心追跡シミュレーションによる恒星器炉心における核融合生成アルファ粒子の解析を、BEAMS3Dコードを用いて実施した。Wendelstein 7-X高ミラー配位を、炉心関連パラメータへ幾何学的および磁場的にスケーリングし、密度1×10^20 m⁻³、中心温度20 keVのプラズマを仮定した。重水素-三重水素混合比50/50を想定し、各種核融合生成物の生成率を計算した結果、高エネルギー4Heイオンが全核融合生成物の大部分を占めることが明らかとなった。この4He集団の減速シミュレーションから、恒星器炉心におけるエネルギー閉じ込め時間と整合するプラズマ加熱プロファイルが得られた。しかし、本配位における損失率は大きく、W7-X装置の設計を超えた最適化が将来の核融合炉には不可欠であることが示された。これらの初期シミュレーションは、BEAMS3Dコードが恒星器炉心設計向けに核融合アルファ粒子の生成分布と加熱プロファイルを提供する能力を実証するものである。