Razvoj modernih fuzijskih naprav v veliki meri temelji na nevtronskih raziskavah. Slednje se uporabljajo za razvoj diagnostičnih sistemov, meritve fuzijske moči, napovedi oplojevanja tritija, ocene sevalnih poškodb materialov in obratovanja v skladu z načeli varstva pred sevanji. Novodobni nevtronski preračuni temeljijo predvsem na programih za stohastični transport nevtronov. Eden izmed temeljev stohastičnih kod je opis nevtronskega izvora, v našem primeru vroče plazme. Ker se negotovosti v izvornih simulacijskih parametrih preko transporta nevtronov propagirajo v izračunane fizikalne količine, je del nevtronskih raziskav namenjen identifikaciji in preučevanju večjih izvorov negotovosti in izboljšavi trenutnih fizikalnih modelov, ki opisujejo nastajanje nevtronov v tokamakih.
V disertaciji opisujemo plazemske izvore nevtronov, začenši s študijo najmodernejših zmožnosti modeliranja emisije nevtronov iz plazme tokamaka. Glavni del naloge predstavljata opis in uporaba razvite izvirne metodologije PLANET za ustvarjanje realističnih plazemskih izvorov nevtronov. Metodologija temelji na izračunih plazemskega transporta s programom TRANSP in nevtronskih spektrov s programom DRESS, ki so sklopljeni s kodo za stohastični transport nevtronov MCNP. Diagnostične podatke in rezultate modeliranja dveh reprezentativnih devterijevih plazemskih strelov tokamaka JET uporabimo kot osnovo za postopek žreba izvornih nevtronov v Monte Carlo računskih modelih tokamaka JET, nakar preučimo osnovne izvorne parametre - profil izseva, obliko spektrov, anizotropijo izvora in sintetični odziv diagnostike. Primerjave med realističnimi in poenostavljenimi izvori pokažejo nekaj procentne razlike v integralnem odzivu detektorjev in splošno nizko občutljivost na spremembe v izvoru. Zaradi upoštevanja učinkov gretja plazme in anizotropije fuzijskih reakcij v obliki nevtronskih spektrov opazimo značilne fizikalne strukture. Pri študiji aktivacije vzorcev zabeležimo odstopanja izračunanih reakcijskih hitrosti za več redov velikosti, pri uporabi materialov s pragovnimi reakcijami. V disertaciji pokažemo, da so razviti plazemski izvori nevtronov primerni za podrobne analize učinka izvora na odziv detektorjev v tokamakih.
|