Perpendicular (0°) and off-perpendicular (28°) neutral-beam injectors (Einj = 26 keV) and a perpendicular neutral-particle energy analyser are used to investigate the confinement of helically trapped ('localized') suprathermal ions in a currentless Heliotron E plasma. High neutral-particle flux, synchronized with the injection of the 0° beam, has been observed, indicating (as was predicted by an orbit-following Monte Carlo code) that deeply trapped localized fast ions can circulate toroidally around the Heliotron E device without entering the loss cone in velocity space. Up-down asymmetries in the neutral outflux, usually related to the uncompensated toroidal drift of localized ions in non-axisymmetric systems, were examined. The up-down symmetry of the observed neutral flux was found to depend on energy. In the high-energy regime (3–4 keV < E <Einj) the profile is nearly up-down symmetric, suggesting a good confinement of energetic localized ions. In the low-energy regime (E < 3–4 keV) the profile is distorted (by a factor of three) in the ion drift direction. The lack of distortion in the ion drift direction in the high-energy regime is explained in terms of a compensation of the toroidal drift by the poloidal precessional drift due to the deep helical field ripple. Profiles of neutral outflux in the high-energy regime also showed a significant difference between 0° and the 28° injection; the 28° beam produced a hollow profile, while the 0° beam produced a peaked profile. It was found that the Monte Carlo code could reproduce this difference in the neutral-flux profiles. Both the time evolution and the up-down profiles of neutral outflux can be consistently interpreted in terms of the drift orbit theory and the classical slowing-down process of fast ions if one assumes that the observed perpendicular neutrals are emitted by fast ions which are on transit banana orbits.
垂直（0°）および斜め（28°）の中性粒子ビーム入射装置（Einj = 26 keV）と垂直方向中性粒子エネルギー分析器を用いて、無電流ヘリオトロンEプラズマにおけるヘリカル閉じ込め（「局在化」）高速イオンの閉じ込めを調査した。0°ビームの入射と同期した高フラックスの中性粒子が観測され、これは（軌道追跡モンテカルロコードによって予測された通り）深く閉じ込められた局在化高速イオンが、速度空間における損失円錐に入ることなくヘリオトロンE装置の周囲をトロイダル方向に循環できることを示している。通常、非軸対称系における局在化イオンの補償されないトロイダルドリフトに関連する、中性粒子流出の上下非対称性を調べた。観測された中性粒子フラックスの上下対称性はエネルギーに依存することが判明した。高エネルギー領域（3–4 keV < E < Einj）では、プロファイルはほぼ上下対称であり、高エネルギー局在化イオンの良好な閉じ込めを示唆している。低エネルギー領域（E < 3–4 keV）では、プロファイルはイオンドリフト方向に（3倍の因子で）歪んでいる。高エネルギー領域におけるイオンドリフト方向の歪みの欠如は、深いヘリカルリップルによるポロイダル歳差ドリフトによるトロイダルドリフトの補償という観点から説明される。高エネルギー領域における中性粒子流出のプロファイルは、0°と28°の入射間でも有意な差を示した。28°ビームは中空プロファイルを生成したのに対し、0°ビームはピーク状プロファイルを生成した。モンテカルロコードがこの中性粒子フラックスプロファイルの差異を再現できることが判明した。中性粒子流出の時間発展と上下プロファイルの両方は、観測された垂直方向中性粒子が循環バナナ軌道上の高速イオンによって放出されると仮定すれば、ドリフト軌道理論と古典的減速過程の観点から一貫して解釈できる。