Several sets of energetic particle diagnostics, including a set of neutron flux monitoring systems, a solid-state neutral particle analyzer and a fast ion loss probe (FILP), have been used to investigate the energetic ion losses induced by the long-lived saturated internal mode (LLM) in the HL-2A tokamak. Clear experimental evidence for different levels of energetic ion losses induced by LLM, sawtooth and minor disruption has been observed. A numerical calculation for the evolution of neutron emissions was carried out with the FBURN code, and it shows that the neutron emission drop rate linearly increases with the LLM amplitude and no threshold perturbation amplitude exists, illustrating that the loss mechanism for LLM induced energetic ion loss is dominantly convective. In addition, measurement results of the FILP demonstrate that LLM tends to expel energetic ions with relatively low energy (keV) and high pitch angle (), and can suppress the prompt loss of energetic ions with high energy and low pitch angle to a certain degree. Furthermore, the physical process for LLM induced energetic ion loss can be explained by orbit calculations, which show that LLM induced lost energetic ions will transport from center to peripheral region first, and then get lost out of plasma. The experimental observations are successfully reproduced by calculations using the ORBIT code combined with both the NUBEAM code and the MARS-K code. The paper clearly describes the whole physical process of LLM induced energetic ion loss for the first time in the HL-2A tokamak.
複数の高エネルギー粒子計測装置、すなわち、一組の中性子束監視システム、固体中性子粒子分析器、および高速イオン損失プローブ（FILP）を用いて、HL-2Aトカマクにおける長期持続飽和内部モード（LLM）によって誘起される高エネルギーイオン損失を調査した。LLM、鋸歯状振動、および小破裂によって誘起される異なるレベルの高エネルギーイオン損失に関する明確な実験的証拠が観測された。中性子放出の時間発展に関する数値計算がFBURNコードを用いて実施され、中性子放出減少率はLLM振幅とともに線形に増加し、摂動振幅の閾値は存在しないことを示しており、LLM誘起の高エネルギーイオン損失の損失機構が主として対流的であることを示している。さらに、FILPの測定結果は、LLMが比較的低エネルギー（keV）かつ高ピッチ角（）の高エネルギーイオンを排出する傾向があり、高エネルギーかつ低ピッチ角の高エネルギーイオンの即時損失をある程度抑制できることを実証している。さらに、LLM誘起の高エネルギーイオン損失の物理過程は軌道計算によって説明でき、それによると、LLMによって誘起された損失高エネルギーイオンは、まず中心から周辺領域へ輸送され、その後プラズマから失われる。実験観測は、ORBITコードをNUBEAMコードおよびMARS-Kコードの両方と組み合わせた計算によって成功裏に再現された。本論文は、HL-2AトカマクにおいてLLM誘起の高エネルギーイオン損失の全物理過程を初めて明確に記述するものである。