Numerical simulation by a random particle method of Deuterium-Tritium fusion reactions in a plasma^*

¹ Laboratoire Jacques-Louis Lions, UMR 7598 CNRS & Université Pierre et Marie Curie, Paris VI, France
e-mail: charles@ann.jussieu.fr
² Laboratoire de Mathématiques Informatique et Applications, Université des Antilles et de la Guyane, BP 592 Campus de Fouillole, 97157 Pointe-à-Pitre cédex, France
³ Laboratoire de Modélisation et simulation à l’Échelle Composant, CEA, DEN, DM2S, STMF, F-91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France

Abstract

We propose and we justify a Monte-Carlo algorithm which solves a spatially homogeneous kinetic equation of Boltzmann type that models the fusion reaction between a deuterium ion and a tritium ion, and giving an α particle and a neutron. The proposed algorithm is validated with the use of explicit solutions of the kinetic model obtained by replacing the fusion cross-section by a Maxwellian cross section.

Résumé

On propose et on justifie un algorithme de type Monte-Carlo permettant de résoudre un modèle cinétique homogène en espace de type Boltzmann modélisant la réaction de fusion entre un ion deutérium et un ion tritium, et donnant une particule α et un neutron. L’algorithme proposé est par ailleurs validé via des solutions explicites du modèle cinétique obtenues en remplaçant la section efficace de fusion par une section efficace maxwellienne.