The dependence of the proton–triton thermo-nuclear fusion reaction rate on the temperature and total energy content of the high-energy proton distribution function

The endothermic nuclear reaction between thermal tritons and high-energy protons can represent an important contribution to the total neutron yield in tokamak plasmas heated by radio-frequency waves, as the first JET experiments have demonstrated (see Mantsinen et al2001 Nucl. Fusion41 1815). A further study based on more recent JET experiments was reported in Santala et al2006 (Plasma Phys. Control. Fusion48 1233). In this letter we supplement and complete the previous analysis by reporting the first systematic measurement of the scaling of the proton–triton (pT) thermo-nuclear fusion reaction rate as a function of the total energy content and perpendicular tail temperature of the fast protons heated by radio-frequency waves. It is found that the pT-neutron rate increases almost linearly with the fast proton temperature and the total energy content.

日本語訳

熱トリトンと高エネルギー陽子との間の吸熱核反応は、高周波加熱されたトカマクプラズマにおける全中性子収量への重要な寄与となり得る。これは最初のJET実験が実証した通りである (Mantsinen et al2001 Nucl. Fusion41 1815 を参照)。より最近のJET実験に基づくさらなる研究がSantala et al2006 (Plasma Phys. Control. Fusion48 1233) に報告された。本レターでは、高周波加熱された高速陽子の全エネルギー含有量と垂直方向テール温度の関数としての陽子–トリトン (pT) 熱核融合反応率のスケーリングの最初の系統的測定を報告することにより、以前の解析を補足し完成させる。pT中性子率は、高速陽子温度および全エネルギー含有量とほぼ線形に増加することが見出された。