NBI
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NBI（Neutral Beam Injection）とは、核融合プラズマの加熱や粒子供給を行うための技術の一つで、「中性粒子ビーム注入」と訳されます。この技術は、プラズマ内に中性粒子を注入することで、プラズマを加熱し、エネルギーを供給する手法です。
NBIの仕組み
1. 中性粒子の生成:
NBIでは、まず高エネルギーのイオンを生成します。通常は水素やヘリウムのイオンを使用します。
これらのイオンは、加速器を用いて高いエネルギー（数十キロ電子ボルト以上）に加速されます。
2. 中性化:
加速されたイオンは、ターゲットと呼ばれる物質（通常はグラファイトや金属）と衝突します。この衝突によって、イオンは中性粒子に変換されます。
中性粒子は、電気的に中性であるため、プラズマ中の電場や磁場に影響されず、プラズマに直接侵入できます。
3. プラズマへの注入:
中性粒子ビームは、核融合装置のプラズマに向かって照射されます。中性粒子はプラズマ内でイオン化され、その後、プラズマ内の他の粒子（主に電子やイオン）と衝突し、エネルギーを伝達します。この過程で、プラズマの温度が上昇し、核融合反応を促進します。
NBIの利点
効率的な加熱: NBIは、プラズマを高温に加熱するための非常に効果的な手段であり、特に高エネルギーのプラズマに対して有効です。
粒子供給: NBIは、プラズマ内に新しい粒子を供給する役割も果たします。これにより、プラズマの密度を維持し、核融合反応を持続させることができます。
制御性: 中性粒子ビームは、プラズマ内の特定の領域に精密に照射できるため、局所的な加熱や電流駆動が可能です。
NBIの応用
NBIは、トカマク型核融合炉やステラレータ型核融合炉など、さまざまな核融合実験装置で広く利用されています。特に、国際熱核融合実験炉（ITER）などの大型プロジェクトでは、プラズマ加熱技術として重要な役割を果たしています。
このように、NBIは核融合研究において非常に重要な加熱手法であり、将来の商業核融合炉の実現に向けた鍵となる技術です。
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