Collective ion cyclotron emission (ICE) at the ion cyclotron frequency and its harmonics is a potential passive diagnostic of the fast-ion distribution in fusion reactors. ICE is observed in most plasmas in the DIII-D tokamak and is most strongly excited by the fast ions from neutral beam injection. The conventional outboard-edge ICE is detected in H-mode plasmas. However, weaker centrally-localized ICE is measured in L-mode plasmas, including those with negative triangularity shapes. Similar ICE spectra are found with both ICE diagnostics systems, the dedicated magnetic probes and the instrumented antenna straps. Many differences in the behavior of this central ICE are generated by varying the deuterium beam injection angle into deuterium plasmas. The co-current 'near-perpendicular' beam excites the most central ICE from the co-current beams, with this emission detected from the fundamental to the fifth ICE harmonic. However, the counter-current 'near-tangential' beam destabilizes the highest amounts of centrally-localized ICE. This emission is spectrally broader than that driven by the co-current beams and is observed up to its seventh ICE harmonic. The central ICE excited by this co-current beam correlated strongly on the local electron density and related parameters (plasma current and neutron rate) and increased with deeper fast-ion loss boundaries towards the magnetic axis. This was also the case with second harmonic ICE driven by the counter-current beam but not with its stronger third harmonic emission. The central ICE harmonics destabilized by both beams are observed to have different temporal dynamics. The central ICE amplitude responds rapidly to transient MHD events; it dropped and recovered in less than a millisecond at each sawtooth event. ICE frequency splitting is triggered by both the co-current and counter-current 'near-tangential' beams. The data presented in this paper provide opportunities to test and validate models of excitation of ICE by energetic ions.
イオンサイクロトロン周波数およびその高調波における集団イオンサイクロトロン放射（ICE）は、核融合炉における高速イオン分布の潜在的な受動診断法である。ICEはDIII-Dトカマクのほとんどのプラズマで観測され、中性粒子ビーム入射からの高速イオンによって最も強く励起される。従来の外側エッジICEはHモードプラズマで検出される。しかしながら、負の三角形度形状を持つものを含むLモードプラズマでは、より弱い中心部に局在するICEが測定される。専用の磁気プローブと計装アンテナの両方のICE診断システムで、同様のICEスペクトルが見られる。重水素プラズマへの重水素ビーム入射角を変えることにより、この中心ICEの挙動に多くの違いが生じる。同方向電流の「ほぼ垂直」ビームは、同方向電流ビームの中で最も中心部のICEを励起し、この放射は基本波から第5高調波まで検出される。しかしながら、反方向電流の「ほぼ接線」ビームは、最も多くの中心部に局在するICEを不安定化させる。この放射は、同方向電流ビームによって駆動されるものよりもスペクトル的に広く、第7高調波まで観測される。この同方向電流ビームによって励起された中心ICEは、局所電子密度および関連パラメータ（プラズマ電流と中性子率）と強く相関し、磁気軸に向かってより深い高速イオン境界とともに増加した。これは反方向電流ビームによって駆動される第2高調波ICEにも当てはまるが、そのより強い第3高調波放射には当てはまらない。両方のビームによって不安定化された中心ICE高調波は、異なる時間的ダイナミクスを持つことが観測される。中心ICE振幅は過渡的なMHD事象に急速に応答し、各鋸歯状波事象において1ミリ秒未満で低下し回復した。ICE周波数分裂は、同方向電流および反方向電流の「ほぼ接線」ビームの両方によって引き起こされる。本論文で提示されたデータは、高エネルギーイオンによるICEの励起モデルを試験および検証する機会を提供する。