The behaviour of high-energy ions accelerated by an ion cyclotron range of frequency (ICRF) electric field in the large helical device (LHD) is discussed. A better confinement performance of high-energy ions in the inward-shifted magnetic axis configuration was experimentally verified by measuring their energy spectrum and comparing it with the effective temperature determined by an electron slowing down process. In the standard magnetic axis configuration a saturation of the measured tail temperature was observed as the effective temperature was increased. The ratio between these two quantities is a measure of the quality of transfer efficiency from high-energy ions to a bulk plasma; when this efficiency was compared with Monte Carlo simulations the results agreed fairly well.The ratio of the stored energy of the high-energy ions to that of the bulk plasma was measured using an ICRF heating power modulation method; it was deduced from phase differences between total and bulk plasma stored energies and the modulated ICRF heating power. The measured high energy fraction agreed with that calculated using the injected ICRF heating power, the transfer efficiency determined in the experiment and the confinement scaling of the LHD plasma.
大型ヘリカル装置（LHD）におけるイオンサイクロトロン周波数帯（ICRF）電場によって加速された高エネルギーイオンの挙動について考察する。内向き磁気軸配位における高エネルギーイオンの閉じ込め性能の向上は、そのエネルギースペクトルを測定し、電子の減速過程によって決定される実効温度と比較することによって実験的に検証された。標準磁気軸配位では、実効温度の増加に伴って測定されたテール温度の飽和が観測された。これら二つの量の比は、高エネルギーイオンからバルクプラズマへの伝達効率の指標となる。この効率をモンテカルロシミュレーションと比較したところ、結果はかなり良く一致した。高エネルギーイオンの蓄積エネルギーとバルクプラズマの蓄積エネルギーとの比は、ICRF加熱パワー変調法を用いて測定された。これは、全蓄積エネルギーとバルクプラズマ蓄積エネルギーとの間の位相差、および変調されたICRF加熱パワーから導出された。測定された高エネルギー成分の割合は、投入されたICRF加熱パワー、実験で決定された伝達効率、およびLHDプラズマの閉じ込めスケーリングを用いて計算された値と一致した。