For understanding the physics of energetic particles, the deuterium experimental campaigns started in Large Helical Device (LHD) from March 2017. To investigate the behavior of energetic particles, a Fast-ion D Alpha (FIDA) diagnostic was installed on the LHD. In the FIDA diagnostic, the Doppler-shifted D alpha light from fast-neutrals are utilized as signals of energetic particles, where these fast-neutrals are produced by the charge exchange process between fast-ions in the plasma and actively injected neutrals by neutral beam (NB). The advantages of the FIDA diagnostic are the velocity and the spatially resolved measurement of fast-ions at the crossing point between its line of sight (LOS) and the incident line of NB. The most recent FIDASIM is enhanced to simulate signals produced in three-dimensional magnetic configurations. The new version of FIDASIM uses the fast-ion distribution function produced by GNET as input to simulate FIDA signals at LHD. In order to validate the new version of the code, measurements of radial profiles of fast-ions using the FIDA diagnostic are performed in magnetohydrodynamic (MHD)-quiescent plasmas. The measured spectra are in good agreement with the theoretical prediction by 3D-supporting FIDASIM at the center of the plasma (R= 3.5 m∼3.7 m, reff/a99= −0.28∼0.05) on the LHD when the line averaged electron density is ne_avg < 1.23 × 1019 m−3. On the other hand, the measured spectra are in disagreement with the theoretical prediction by 3D-supporting FIDASIM at even the center of the plasma when the line averaged electron density is ne_avg ≥ 1.23 × 1019 m−3.
高エネルギー粒子の物理を理解するために、重水素実験キャンペーンは大型ヘリカル装置(LHD)で2017年3月から開始された。高エネルギー粒子の挙動を調査するために、高速イオンDアルファ(FIDA)診断装置がLHDに設置された。FIDA診断装置では、高速中性粒子からのドップラーシフトしたDアルファ光が高エネルギー粒子の信号として利用される。これらの高速中性粒子は、プラズマ中の高速イオンと中性粒子ビーム(NB)によって積極的に入射された中性粒子との間の電荷交換過程によって生成される。FIDA診断装置の利点は、その視線(LOS)とNBの入射線との交差点における高速イオンの速度および空間分解測定である。最新のFIDASIMは、三次元磁場配位で生成される信号をシミュレーションするように拡張されている。新しいバージョンのFIDASIMは、GNETによって生成された高速イオン分布関数を入力として使用し、LHDでのFIDA信号をシミュレーションする。コードの新しいバージョンを検証するために、FIDA診断装置を用いた高速イオンの動径プロファイルの測定が、磁気流体力学(MHD)静穏プラズマで実施された。測定されたスペクトルは、LHD上のプラズマ中心(R= 3.5 m∼3.7 m, reff/a99= −0.28∼0.05)において、線平均電子密度がne_avg < 1.23 × 1019 m−3のとき、3D対応FIDASIMによる理論予測と良好な一致を示す。一方、線平均電子密度がne_avg ≥ 1.23 × 1019 m−3のとき、測定されたスペクトルは、プラズマ中心でさえも3D対応FIDASIMによる理論予測と不一致である。