Fast ion prompt loss induced by resonant magnetic perturbations (RMPs) is simulated by solving Hamiltonian equations strictly in the guiding center coordinate system. Full orbit simulations show that the prompt loss rate can increase significantly in resonant regions when RMPs are added. Furthermore, the prompt loss rate is larger in the low-field side than in the high-field side in tokamak plasmas. Detailed analyses show that a number of trapped ions which lie near the center of the trapped region can be lost, because of the enhancement of radial orbit drifts induced by the resonance between RMPs and the unperturbed orbit. Meanwhile, orbit conversion from counter-passing orbit to trapped orbit occurs near the trapped-passing boundary in the low-field side, while it occurs near the co-counter boundary in the high-field side, both of which play an important role in prompt loss. Simulations also demonstrate a periodicity for orbit drifts, and the mechanism of drift periodicity results from the resonance between RMP and the equilibrium magnetic field.
高速イオン prompt 損失は、共鳴磁場摂動 (RMP) を印加した際に、案内中心座標系でハミルトン方程式を厳密に解くことによってシミュレーションされる。完全軌道シミュレーションにより、RMP を印加すると、共鳴領域において prompt 損失率が有意に増加し得ることが示される。さらに、トカマクプラズマにおいて、prompt 損失率は高磁場側よりも低磁場側で大きい。詳細な解析により、RMP と非摂動軌道との間の共鳴によって誘起される動径方向のドリフト軌道の増強により、捕捉イオンの捕捉領域の中心付近に位置する多数の捕捉イオンが損失し得ることが示される。一方、反共回転軌道から捕捉軌道への軌道変換は、低磁場側では捕捉-通過境界付近で発生し、高磁場側では共回転-反共回転境界付近で発生し、これらの両方が prompt 損失に重要な役割を果たす。シミュレーションはまた、ドリフト軌道の周期性を示し、このドリフト軌道の周期性のメカニズムは、RMP と平衡磁場との間の共鳴に起因する。