In ion cyclotron range of frequency (ICRF) heating experiments in Heliotron-E, high energy particle production and confinement were studied. The high energy tail (up to 100 keV) formation of minority protons was clearly observed in a low density plasma experiment. The high energy tail below several tens of kiloelectronvolts was formed within 1 ms. The higher energy flux above this range developed within about 10 ms. The flux decay time after termination of the ICRF pulse was short compared with the values expected from the collisional process. The orbit loss of the accelerated particles is important for estimating the ICRF heating, particularly in helical confinement devices. To analyse the heating and orbit loss mechanism, a Monte Carlo code was used with an ICRF wave acceleration term. The time evolution of the tail formation and its decay resulting from the calculations agreed with the experimental ones. From this analysis, it is clear that the high energy particle production in ICRF experiments in helical confinement systems can be described by RF acceleration, collisional relaxation and orbit loss processes, and also that the orbit loss is not negligible in the ICRF heating of the low density plasmas of Heliotron-E
イオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱実験において、ヘリオトロンEでは高エネルギー粒子の生成と閉じ込めが研究された。低密度プラズマ実験において、少数派陽子の高エネルギー尾部(最大100 keV)の形成が明確に観測された。数10 keV以下の高エネルギー尾部は1 ms以内に形成された。この範囲を超える高エネルギー束は約10 msで発達した。ICRFパルス終了後の束の減衰時間は、衝突過程から予想される値と比較して短かった。加速粒子の軌道損失は、特にヘリカル閉じ込め装置におけるICRF加熱を評価する上で重要である。加熱と軌道損失のメカニズムを解析するため、ICRF波動加速項を含むモンテカルロコードが用いられた。尾部の形成とその減衰の時間発展に関する計算結果は実験結果と一致した。この解析から、ヘリカル閉じ込め系におけるICRF実験での高エネルギー粒子生成は、RF加速、衝突緩和、および軌道損失の過程によって説明できること、またヘリオトロンEの低密度プラズマにおけるICRF加熱では軌道損失が無視できないことが明らかとなった。