Effects of the spatial chanelling (SC) of the energy of fusion-produced alpha particles—the spatial transfer of the energy of fast ions by destabilized eigenmodes and delivering this energy to bulk plasma particles (Kolesnichenko et al 2010 Phys. Rev. Lett. 104 075001)—on the plasma performance is studied. Analysis is carried out in the assumption that alpha particles located in the peripheral region of the plasma destabilize multiple fast magnetoacoustic modes (FMM) having global radial structure. The FMM with the frequencies close to cyclotron harmonics of alpha particles are considered. It is found that these FMM can be in resonance with the bulk plasma ions and electrons located in the central region of the plasma, delivering the alpha energy to this region. This improves the overall plasma confinement. In addition, it leads to anomalous ion heating when the ion damping of FMM exceeds the electron one. The damping rates of the considered waves are calculated. It is shown that reasonably small amplitude waves can receive and transfer across the flux surfaces as large power density as that required for spatial channelling of a considerable part of fusion energy. The developed theory of the inward spatial channelling is applied to JET experiments carried out during the deuterium–tritium-experiment campaign (DTE1), where presumably anomalous ion heating and improvement of the plasma confinement took place.
核融合生成アルファ粒子のエネルギーの空間的チャネリング（SC）——不安定化された固有モードによる高速イオンのエネルギーの空間的移動、およびこのエネルギーをバルクプラズマ粒子に届けること（Kolesnichenko et al 2010 Phys. Rev. Lett. 104 075001）——がプラズマ性能に及ぼす影響が研究される。解析は、プラズマの周辺領域に位置するアルファ粒子が、大域的半径構造を持つ複数の高速磁気音響モード（FMM）を不安定化するという仮定の下で行われる。アルファ粒子のサイクロトロン高調波に近い周波数を持つFMMが考慮される。これらのFMMは、プラズマの中心領域に位置するバルクプラズマのイオンおよび電子と共鳴し得ることが見出され、アルファエネルギーをこの領域に届ける。これにより、全体的なプラズマ閉じ込めが改善される。さらに、FMMのイオン減衰が電子減衰を上回る場合、異常イオン加熱をもたらす。考慮された波の減衰率が計算される。適度に小さな振幅の波が、核融合エネルギーのかなりの部分の空間的チャネリングに必要とされるのと同じくらい大きな電力密度を、磁束面を横切って受け取り、伝達できることが示される。開発された内向き空間的チャネリングの理論は、重水素–トリチウム実験キャンペーン（DTE1）中に実施されたJET実験に適用される。そこでは、おそらく異常イオン加熱とプラズマ閉じ込めの改善が生じた。