The effects of edge-localized mode (ELM) mitigation coils (ELM coils) on the loss of NBI-produced fast ions and fusion-produced alpha particles are investigated using an orbit following Monte Carlo code. The ELM mitigation coil field (EMC field) may cause a significant loss of fast ions produced by NBI on the order of 16.0–17.0% for a 9 MA steady-state ITER scenario. A significant transit-particle loss occurs in the case of the toroidal mode number n = 4 in which magnetic surfaces are ergodic near the plasma periphery. When the number of ELM coils in each toroidal row is nine, the main toroidal mode n = 4 is accompanied by a complementary mode nc = 5. Concerning the resonance of fast-ion trajectories, the anti-resonant surfaces of n = 4 are very close to the resonant surfaces of nc = 5 and vice versa. Since the effect of resonance on fast-ion trajectories dominates that of anti-resonance, a synergy effect of the main and complementary modes effectively enlarges the resonant regions. In a single n-mode EMC field, the resonant and anti-resonant regions are well separated. The peak heat load due to the loss of NB-produced fast ions near the upper ELM coils is as high as 1.0–1.5 MW m−2, which exceeds the allowable level in ITER. Rotation of the EMC field is essential for ITER to alleviate the local peak heat load. Most loss particles hit the inner side of the torus of the dome in the ITER divertor. The loss of alpha particles is also increased by the effect of the EMC field. The loss is still acceptably low at less than 1.0%.
周辺局在モード（ELM）緩和コイル（ELMコイル）が、NBI生成高速イオンおよび核融合生成アルファ粒子の損失に及ぼす影響を、軌道追跡モンテカルロコードを用いて調査した。ELM緩和コイル磁場（EMC磁場）は、9MA定常ITERシナリオにおいて、NBI生成高速イオンの16.0～17.0%程度の有意な損失を引き起こす可能性がある。トロイダルモード数n=4の場合、磁気面が周辺部でエルゴード化するため、有意な通過粒子損失が生じる。各トロイダル列のELMコイル数が9個の場合、主要モードn=4には補完モードnc=5が伴う。高速イオン軌道の共鳴に関しては、n=4の反共鳴面がnc=5の共鳴面に非常に近く、その逆も同様である。共鳴が高速イオン軌道に及ぼす影響は反共鳴の影響よりも支配的であるため、主要モードと補完モードの相乗効果により共鳴領域が効果的に拡大する。単一nモードのEMC磁場では、共鳴領域と反共鳴領域は明確に分離される。上部ELMコイル近傍におけるNB生成高速イオンの損失によるピーク熱負荷は1.0～1.5MW m⁻²にも達し、ITERの許容レベルを超える。EMC磁場の回転は、ITERにおいて局所的なピーク熱負荷を軽減するために不可欠である。ほとんどの損失粒子はITERダイバータのドーム内側に衝突する。アルファ粒子の損失もEMC磁場の影響により増加するが、その損失は1.0%未満であり、依然として許容可能なレベルである。