Measurements are reported of electromagnetic emission close to the cyclotron frequency of energetic ions in JET plasmas heated by waves in the ion cylotron range of frequencies (ICRF). Hydrogen was the majority ion species in all of these plasmas. The measurements were obtained using a sub-harmonic arc detection system in the transmission lines of one of the ICRF antennas. The measured ion cyclotron emission spectra were strongly filtered by the antenna system, and typically contained sub-structure, consisting of sets of peaks with a separation of a few kHz, suggesting the excitation of compressional Alfvén eigenmodes closely spaced in frequency. In most cases the energetic ions can be clearly identified as ICRF wave-accelerated 3He minority ions, although in two pulses the emission may have been produced by energetic 4He ions, originating from third harmonic ICRF wave acceleration. It is proposed that the emission close to the 3He cyclotron frequency was produced by energetic ions of this species undergoing drift orbit excursions to the outer midplane plasma edge. Particle-in-cell and hybrid (kinetic ion, fluid electron) simulations using plasma parameters corresponding to edge plasma conditions in these JET pulses, and energetic particle parameters inferred from the cyclotron resonance location, indicate strong excitation of waves at multiple 3He cyclotron harmonics, including the fundamental, which is identified with the observed emission. These results underline the potential importance of ICE measurements as a method of studying confined fast particles that are strongly suprathermal but have insufficient energies or are not present in sufficient numbers to excite detectable levels of γ-ray emission or other collective instabilities.
ICRF加熱されたJETプラズマ中の高エネルギーイオンのサイクロトロン周波数近傍における電磁放射の測定について報告する。これらのプラズマのすべてにおいて、水素が主要イオン種であった。測定は、ICRFアンテナの1つの伝送線路におけるサブハーモニックアーク検出システムを用いて行われた。測定されたイオンサイクロトロン放射スペクトルは、アンテナシステムによって強くフィルタリングされ、典型的には数kHzの間隔を持つピーク群からなるサブ構造を含んでおり、周波数間隔が密な圧縮性アルフヴェン固有モードの励起を示唆していた。ほとんどの場合、高エネルギーイオンはICRF波で加速された3He少数イオンであると明確に同定できるが、2つのパルスでは、第3高調波ICRF波加速に由来する高エネルギー4Heイオンによって放射が生成された可能性がある。3Heサイクロトロン周波数近傍の放射は、この種の高エネルギーイオンが外側ミッドプレーンのプラズマ周辺部へのドリフト軌道変位を受けることによって生成されたと提案される。これらのJETパルスにおける周辺プラズマ条件に対応するプラズマパラメータと、サイクロトロン共鳴位置から推定される高エネルギー粒子パラメータを用いたパーティクル・イン・セルおよびハイブリッド（運動論的イオン、流体電子）シミュレーションは、基本波を含む複数の3Heサイクロトロン高調波における強い波の励起を示しており、これは観測された放射と同定される。これらの結果は、強く超熱的であるが、検出可能なレベルのγ線放出や他の集団的不安定性を励起するにはエネルギーが不十分であるか、または十分な数が存在しない閉じ込め高速粒子を研究する方法としてのICE測定の重要性の可能性を強調するものである。