A novel model for Alfvén-eigenmode-induced transport of fast ions in stellarators is introduced. A variety of reduced transport models exists for tokamaks, but nothing comparable currently exists for stellarators. The model is built on a mixing-length approximation for relating the linear growth rates of Alfvén eigenmodes to a diffusion coefficient which enters into a nonlinear steady-state radial diffusion equation for the fast-ion density profile. Analytical theory in the local and cylindrical limits is applied for computing growth rates and frequencies of Alfvénic modes at the intersection points of continuum branches. After verifying the new reduced model against the physically more complete hybrid-gyrokinetic CKA-EUTERPE model and finding good agreement, the new transport model is applied to a Wendelstein 7-X case, where modest profile flatting can be observed. Finally, as an outlook, the tool is also applied to a device resembling a future stellarator reactor. In the reactor, due to the high alpha-particle energy, the fast-ion transport caused by the interaction with Alfvénic modes is potentially very strong. However, due to the simplifications made by the model (Landau damping is the only damping channel, no finite-Larmor-radius or finite-orbit-width effects) the transport in the reactor is likely overestimated.
ステラレーターにおける高速イオンのアルヴェーン固有モード誘起輸送の新しいモデルを紹介する。トカマクには様々な簡約輸送モデルが存在するが、ステラレーターには現在これに匹敵するものは何もない。このモデルは、アルヴェーン固有モードの線形成長率を、高速イオン密度分布に対する非線形定常状態の径方向拡散方程式に入る拡散係数に関連付ける混合長近似に基づいている。連続体ブランチの交点におけるアルヴェーン性モードの成長率と周波数を計算するために、局所および円柱極限における解析理論が適用される。新しい簡約モデルを、物理的により完全なハイブリッドジャイロ運動論的CKA-EUTERPEモデルに対して検証し、良好な一致を見出した後、新しい輸送モデルをヴェンデルシュタイン7-Xのケースに適用し、そこでは適度な分布の平坦化が観察される。最後に、展望として、このツールは将来のステラレーター炉に似た装置にも適用される。炉内では、高いアルファ粒子エネルギーにより、アルヴェーン性モードとの相互作用によって引き起こされる高速イオン輸送は潜在的に非常に強い。しかしながら、モデルによってなされた単純化(ランダウ減衰が唯一の減衰チャネルであり、有限ラーモア半径効果や有限軌道幅効果がない)により、炉内の輸送はおそらく過大評価されている。