The m = 2, n = 1 (where m and n are the poloidal and toroidal mode numbers, respectively) neoclassical tearing mode (NTM) has been proposed as a candidate to explain the larger than expected losses of high energy ions produced by neutral beam injection observed in several experiments. Although the numerical simulations performed so far to study the effect of NTMs on energetic ions have reproduced several features observed in experiments, the agreement is not completely satisfactory. In particular, it has been difficult to reproduce the total amount of losses, which are affected by the details of the perturbation in the edge region. In this work, we study the effect of NTMs on the confinement of energetic ions produced by NBI injection using FOCUS, a full orbit code that runs in graphical processing units. This allows us to follow the evolution of a large number of ions with modest resources. A reconstruction technique that includes the experimental information available is employed to calculate the perturbed magnetic field. The main result of this study is that when the frequency of the NTM matches the toroidal precession frequency ωtp of the trapped ions (, where E is the energy of the ion), the losses increase significantly.
m = 2、n = 1（ここでmとnはそれぞれポロイダルモード数とトロイダルモード数である）の新古典テアリングモード（NTM）は、いくつかの実験で観測された、中性粒子ビーム入射によって生成された高エネルギーイオンの予想以上の損失を説明する候補として提案されている。これまでに行われた、NTMが高エネルギーイオンに及ぼす影響を調べるための数値シミュレーションは、実験で観測されたいくつかの特徴を再現しているものの、完全な一致には至っていない。特に、端部領域における摂動の詳細に影響される損失の総量を再現することは困難であった。本研究では、グラフィックス処理装置上で動作する完全軌道コードであるFOCUSを用いて、NTMが中性粒子ビーム入射によって生成された高エネルギーイオンの閉じ込めに及ぼす影響を調べる。これにより、限られた計算資源で多数のイオンの軌道進化を追跡することが可能となる。摂動磁場の計算には、実験で得られた情報を取り入れた再構成手法を用いる。本研究の主な結果は、NTMの周波数が捕捉イオンのトロイダル歳差周波数ω_pre（ここでEはイオンのエネルギーである）と一致するとき、損失が有意に増大するというものである。