Simulation studies on alpha-particle-driven current in tokamak reactors

トカマク型核融合炉におけるアルファ粒子電流駆動のシミュレーション研究

谷 啓二; 安積 正史*

Tani, Keiji; Azumi, Masafumi*

軌道追跡モンテカルロコードを用いてトカマク核融合炉におけるアルファ粒子電流駆動が検討された。粒子の有限バナナ幅効果により粒子捕捉が非対象になり、トランジット粒子の不均衡で電流が駆動される。トランジット粒子の電流(トランジット電流)は、有限バナナ幅効果とソースの非均一分布により増大する。ピッチ角散乱もトランジット電流に重要である。定常核融合炉において、核融合反応アルファ粒子は、ブートストラップ電流を補佐する電流を駆動しうる。

Simulation studies are made for alpha-driven currents in tokamak reactors by using an orbit-following Monte-Carlo code. The finite banana width of alpha particles causes an asymmetry particle trapping and consequently an alpha current is driven by the imbalance of transit particles. The current driven by alpha transit particles (simply referred to as transit current) is greatly enhanced by a collaborative effect of the finite banana-width trajectories and a non-uniformity of alpha particle source. The pitch-angle scattering is also very important for the transit current. Fusion produced alpha particles can drive substantial current to assist the bulk bootstrap current in steady state tokamak reactors.