The velocity-space distribution of the fast-ion loss in EAST neutral-beam injection (NBI) heating discharge is obtained both from Scintillator-based fast-ion loss detector (FILD) signals and by ASCOT5 and FILDSIM simulations. The results of simulations are in good agreement with the distribution of beam-ion losses measured with FILD of EAST and the correctness of the fast-ion loss distribution has been demonstrated. Simulations indicate that the beam-ion losses observed by the FILD probe are attributed to the fast ions from both the high-field side (HFS) and the low-field side (LFS). However, the beam-ion losses from the HFS (associated with NBI1L) have not been observed experimentally due to the limited detecting range of the FILD probe. Therefore, an upgrade and modification of the FILD probe was carried out in 2022 to enable the detection of fast-ion loss with smaller pitch angles. Comparative analysis is conducted in neutral-beam injection (NBI2R) discharges after the upgrade, which indicates that the velocity-space distribution of beam-ion losses from the HFS has strong agreement between experimental measurements and simulation results. However, the experimental and simulated results of the velocity-space distribution of beam-ion losses from the LFS shows inconsistencies, primarily because the BBNBI module in the simulation does not consider the contributions of boundary neutral particles to neutral-beam deposition (ionization reactions). These conclusions not only provide valuable references for improving the neutral-beam deposition model but also establish a fundamental basis for further exploring the mechanisms of fast-ion loss under various conditions on the EAST tokamak.
EAST中性粒子ビーム入射(NBI)加熱放電における高速イオン損失の速度空間分布は、シンチレータ型高速イオン損失検出器(FILD)信号と、ASCOT5およびFILDSIMシミュレーションの両方から得られた。シミュレーション結果は、EASTのFILDで測定されたビームイオン損失の分布と良好に一致し、高速イオン損失分布の正確性が実証された。シミュレーションは、FILDプローブによって観測されたビームイオン損失が、高磁場側(HFS)と低磁場側(LFS)の両方からの高速イオンに起因することを示している。しかし、HFS(NBI1Lに関連する)からのビームイオン損失は、FILDプローブの限られた検出範囲のため、実験的には観測されていない。そこで、より小さなピッチ角を持つ高速イオン損失の検出を可能にするため、2022年にFILDプローブのアップグレードおよび改良が実施された。アップグレード後の中性粒子ビーム入射(NBI2R)放電において比較解析が行われ、HFSからのビームイオン損失の速度空間分布は、実験測定とシミュレーション結果との間に強い一致を示している。一方、LFSからのビームイオン損失の速度空間分布については、実験結果とシミュレーション結果に不一致が見られる。これは主に、シミュレーション内のBBNBIモジュールが、境界中性粒子の中性粒子ビーム入射(電離反応)への寄与を考慮していないためである。これらの結論は、中性粒子ビーム入射モデルの改善に対する貴重な参考資料を提供するだけでなく、EASTトカマクにおける様々な条件下での高速イオン損失のメカニズムをさらに探求するための基礎を確立するものである。