The contribution of the beam–beam (b–b) Coulomb collision effect on the fast ion slowing-down process is investigated. The effect is evaluated experimentally in the large helical device (LHD) from the response of the neutron emission rate to the direction of the tangential hydrogen beam, which is used with the tangential deuterium beam. In addition, to analyze the experimental results, a Fokker–Planck (F–P) code is improved. It is observed that the decay time of the neutron emission rate after the deuterium beam is turned off depends on the direction of the hydrogen beam. This trend can be explained by the b–b Coulomb collision effect. The hydrogen beam, which has the same direction as the deuterium beam, deforms the fast deuteron velocity distribution due to the b–b Coulomb collision. As a result, the neutron decay time becomes longer than that with the opposite direction hydrogen beam. Our F–P simulation shows that the b–b Coulomb collision effect contributes to the decay time of the neutron emission rate. This simulation result is qualitatively similar to the experimental result. For quantitative analysis, consideration of the fast ion spatial transport, which is neglected in the present simulation, is required.
ビーム・ビーム（b–b）クーロン衝突効果が高速イオンの減速過程に及ぼす寄与を調査した。この効果は、大型ヘリカル装置（LHD）において、接線重水素ビームとともに使用される接線水素ビームの方向に対する中性子放出率の応答から実験的に評価される。さらに、実験結果を解析するために、フォッカー・プランク（F–P）コードを改良した。重水素ビームを停止した後の中性子放出率の減衰時間が、水素ビームの方向に依存することが観測された。この傾向は、b–bクーロン衝突効果によって説明できる。重水素ビームと同じ方向を持つ水素ビームは、b–bクーロン衝突により高速重陽子の速度分布を変形させる。その結果、中性子の減衰時間は、反対方向の水素ビームの場合よりも長くなる。我々のF–Pシミュレーションは、b–bクーロン衝突効果が中性子放出率の減衰時間に寄与することを示している。このシミュレーション結果は、実験結果と定性的に類似している。定量的な解析には、本シミュレーションでは無視されている高速イオンの空間輸送の考慮が必要である。