The confinement fast ions, generated by neutral beam injection (NBI), has been investigated at the ASDEX Upgrade tokamak. In plasmas that exhibit strong sawtooth crashes, a significant sawtooth-induced internal redistribution of mainly passing fast ions is observed, which is in very good agreement with the theoretical predictions based on the Kadomtsev model. Between the sawtooth crashes, the fishbone modes are excited which, however, do not cause measurable changes in the global fast-ion population. During experiments with on- and off-axis NBI and without strong magnetohydrodynamic (MHD) modes, the fast-ion measurements agree very well with the neo-classical predictions. This shows that the MHD-induced (large-scale), as well as a possible turbulence-induced (small-scale) fast-ion transport is negligible under these conditions. However, in discharges performed to study the off-axis NBI current drive efficiency with up to 10 MW of heating power, the fast-ion measurements agree best with the theoretical predictions that assume a weak level anomalous fast-ion transport. This is also in agreement with measurements of the internal inductance, a Motional Stark Effect diagnostic and a novel polarimetry diagnostic: the fast-ion driven current profile is clearly modified when changing the NBI injection geometry and the measurements agree best with the predictions that assume weak anomalous fast-ion diffusion.
中性粒子ビーム入射(NBI)によって生成された高速イオンの閉じ込めが、ASDEX Upgradeトカマクにおいて調査された。強い鋸歯状波クラッシュを示すプラズマでは、主に通過軌道の高速イオンの顕著な内部再分布が観測され、これはカドムツェフモデルに基づく理論予測と非常によく一致する。鋸歯状波クラッシュの間には、フィッシュボーン不安定性が励起されるが、これらは全体の高速イオン集団に測定可能な変化を引き起こさない。オン軸およびオフ軸NBIを用い、強い磁気流体力学(MHD)モードが存在しない実験では、高速イオン測定は新古典理論の予測と非常によく一致する。これは、MHD誘起(大規模)および可能性のある乱流誘起(小規模)の高速イオン輸送が、これらの条件下では無視できることを示している。しかしながら、最大10 MWの加熱電力を用いてオフ軸NBIの電流駆動効率を研究するために行われた放電では、高速イオン測定は、弱い異常輸送を仮定した理論予測と最もよく一致する。これは、内部インダクタンスの測定、モーショナル・シュタルク効果診断、および新規の偏光測定診断の結果とも一致する:NBIの入射幾何学を変更すると、高速イオン駆動電流分布が明確に変化し、測定結果は弱い異常拡散を仮定した予測と最もよく一致する。