The absorption of fast Alfvén waves (FW) by ion cyclotron harmonic damping in the range of harmonics from 4th to 8th is studied theoretically and with experiments in the DIII-D tokamak. A formula for linear ion cyclotron absorption on ions with an arbitrary distribution function which is symmetric about the magnetic field is used to estimate the single-pass damping for various cases of experimental interest. It is found that damping on fast ions from neutral beam injection can be significant even at the 8th harmonic if the fast ion beta, the beam injection energy and the background plasma density are high enough and the beam injection geometry is appropriate. The predictions are tested in several L-mode experiments in DIII-D with FW power at 60 MHz and at 116 MHz. It is found that 4th and 5th harmonic absorption of the 60 MHz power on the beam ions can be quite strong, but 8th harmonic absorption of the 116 MHz power appears to be weaker than expected. The linear modelling predicts a strong dependence of the 8th harmonic absorption on the initial pitch-angle of the injected beam, which is not observed in the experiment. Possible explanations of the discrepancy are discussed.
高速アルヴェーン波(FW)の4次から8次の高調波範囲におけるイオンサイクロトロン高調波減衰による吸収を、DIII-Dトカマクにおいて理論的および実験的に研究した。磁場に関して対称な任意の分布関数を持つイオンに対する線形イオンサイクロトロン吸収の公式を用いて、実験的に興味のある様々な場合について単一通過減衰を推定した。中性粒子ビーム入射による高速イオンへの減衰は、高速イオンのベータ値、ビーム入射エネルギー、背景プラズマ密度が十分に高く、ビーム入射形状が適切であれば、8次高調波でも有意であり得ることが見出された。この予測は、60MHzおよび116MHzのFWパワーを用いたDIII-DにおけるいくつかのLモード実験で検証された。60MHzパワーのビームイオンへの4次および5次高調波吸収はかなり強い可能性があるが、116MHzパワーの8次高調波吸収は予想よりも弱いように見えることが見出された。線形モデリングは、8次高調波吸収が入射ビームの初期ピッチ角に強く依存することを予測するが、これは実験では観測されない。この不一致の考えられる説明について議論する。