Recently, in a series of EAST discharges using deuterium neutral beam injection (NBI), tritium (T) ions were produced via deuterium–deuterium (D–D) fusion reactions, resulting in excited ion cyclotron emission (ICE) within the plasma core in H-mode discharge. Experimental studies were conducted under both L-mode and H-mode conditions. In H-mode, ICE excited by T ions was observed with a duration of approximately 5–9 ms; the signal was very strong, and pronounced spectral splitting was clearly visible. In contrast, under L-mode conditions, ICE excited by T ions was not detected following NBI. However, an L–H mode transition occurred after NBI injection, leading to the emergence of ICE excited by T ions. Compared with the H-mode with NBI, the ICE signal following the L–H transition was relatively weaker and exhibited no significant spectral splitting but persisted much longer, lasting up to 100 ms. The disappearance of ICE was attributed to degraded plasma confinement, evidenced by decreasing stored energy and increasing plasma radiation. By the way, the enhancement of ICE shows good temporal consistency with the increase in neutron radiation. Furthermore, theoretical analysis based on the magnetized cyclotron instability (MCI) demonstrated that significant growth occurs at the fundamental frequency, providing a quantitative explanation for the observed ICE spectrum. ICE is a valuable potential noninvasive diagnostic for fast-ion behavior, have important implications for ICE diagnostics of fusion-born fast ions in future fusion devices. The results reported in the paper have important implications for fast-ion diagnostics in future fusion devices.
近年、重水素中性粒子ビーム入射（NBI）を用いた一連のEAST放電において、重水素–重水素（D–D）核融合反応を介してトリチウム（T）イオンが生成され、Hモード放電のプラズマ中心部で励起されたイオンサイクロトロン放出（ICE）が生じた。実験研究はLモードおよびHモードの両条件下で実施された。Hモードでは、Tイオンによって励起されたICEが約5–9 msの持続時間で観測され、信号は非常に強く、明確なスペクトル分裂がはっきりと見えた。対照的に、Lモード条件下では、NBI後にTイオンによって励起されたICEは検出されなかった。しかしながら、NBI入射後にL–Hモード遷移が発生し、Tイオンによって励起されたICEの出現につながった。NBIを用いたHモードと比較して、L–H遷移後のICE信号は比較的弱く、顕著なスペクトル分裂は示さなかったが、はるかに長く持続し、最大100 msに及んだ。ICEの消失は、蓄積エネルギーの減少とプラズマ放射の増加によって示される、劣化したプラズマ閉じ込めに起因した。ところで、ICEの増強は中性子放射の増加と良好な時間的整合性を示す。さらに、磁化サイクロトロン不安定性（MCI）に基づく理論解析により、基本周波数で有意な成長が発生することが実証され、観測されたICEスペクトルに対する定量的な説明が提供された。ICEは高速イオン挙動に対する貴重な潜在的非侵襲診断法であり、将来の核融合装置における核融合生成高速イオンのICE診断に重要な意味を持つ。本論文で報告された結果は、将来の核融合装置における高速イオン診断に重要な意味を持つ。