一种计算任意离子速度分布下聚变反应率的简单快速方法

计算聚变反应率涉及聚变截面与两种反应物的离子速度分布的复杂六维积分。我们展示了一种简单的蒙特卡洛方法，能以 $O(N)$ 的时间复杂度高效计算任意离子速度分布下的该积分，其中 $N$ 为样本数。该方法生成满足反应物速度分布的随机数。当这些随机数不易获得时，我们提出使用带权重因子的高斯随机数。对于仅有少量 $N$ 样本的情况，可使用 $O(N^2)$ 方法。我们针对漂移双麦克斯韦分布将该方法与解析结果进行基准比对，并给出了漂移环束与慢化分布的示例。结果表明，标准方法在 $N\sim10^4$ 样本时误差可小于 1%。