The properties of classically confined high-energy alpha particles near the outer midplane of a tokamak torus are considered in order to provide the basic information required for theoretical studies of the superthermal ion cyclotron emission which has been observed in tokamak experiments. An analytical expression for the velocity distribution function of fusion reaction products has been derived, which generalizes previous results. The alpha-particle distribution function for test case data corresponding to typical parameters of the JET preliminary tritium experiment has been calculated using a three-dimensional Fokker-Planck code and it has been shown that this function can be well approximated by the derived analytical expression. The number of alpha particles produced in a pure deuterium plasma due to secondary fusion reactions has been evaluated. It is shown that, due to orbital effects, the local alpha-particle density in a deuterium plasma can be comparable to the density of protons which are produced directly by the DD reactions.
トカマク・トーラスの外側赤道面付近における古典的に閉じ込められた高エネルギーα粒子の特性を考察し、トカマク実験で観測されている超熱的イオンサイクロトロン放射の理論的研究に必要な基礎的知見を提供する。核融合反応生成物の速度分布関数に対する解析的表現を導出し、これは従来の結果を一般化するものである。JET予備トリチウム実験の典型的パラメータに対応するテストケースについて、三次元フォッカー・プランクコードを用いてα粒子分布関数を計算し、この関数が導出した解析的表現によって良好に近似できることを示した。また、純重水素プラズマ中での二次核融合反応により生成されるα粒子の数を評価した。その結果、軌道効果により、局所的なα粒子密度はDD反応で直接生成される陽子の密度に匹敵し得ることが示された。