In this work, we describe validation efforts conducted for the stellarator Monte-Carlo neutral beam and fast ion code BEAMS3D. This code is used at Wendelstein 7-X to analyze fast ion physics and has numerous integrated interfaces facilitating a wide range of applications. We use experimental fast-ion Dα data from the ASDEX Upgrade tokamak, covering on- and off-axis neutral beam heating phases. We obtained synthetic Dα spectra using the FIDASIM code, leveraging a newly developed interface that allows a distribution function from BEAMS3D to be used. Comparing the simulated distributions from BEAMS3D and the well-established NUBEAM codes to the data shows that both codes reproduce the experiment equally well given the same initial conditions. The experimental FIDA spectra are quantitatively matched. The slowing down model of BEAMS3D is thus validated and can be applied to quantitative stellarator investigations in future studies.
本研究では、恒星器モンテカルロ中性粒子ビームおよび高速イオンコードBEAMS3Dに対して実施された検証作業について述べる。このコードはWendelstein 7-Xにおいて高速イオン物理の解析に使用されており、幅広い応用を可能にする多数の統合インターフェースを備えている。我々は、ASDEX Upgradeトカマクからの実験的な高速イオンDαデータを用いる。これは、オン軸およびオフ軸の中性粒子ビーム加熱位相をカバーしている。我々は、新たに開発された、BEAMS3Dからの分布関数を使用できるようにするインターフェースを活用して、FIDASIMコードを用いて合成Dαスペクトルを得た。BEAMS3Dおよび確立されたNUBEAMコードからのシミュレーション分布をデータと比較すると、同じ初期条件が与えられた場合、両コードとも実験を同等に再現することが示される。実験的なFIDAスペクトルは定量的に一致する。したがって、BEAMS3Dの減速モデルは検証され、将来の研究における定量的な恒星器調査に適用することができる。