Characteristics of fast-ion losses induced by toroidal-Alfvén eigenmodes (TAEs) are investigated over wide parameter ranges of Large Helical Device (LHD) plasmas to reveal the fast-ion loss process. To study fast-ion losses, a scintillator-based lost-fast ion probe is used, and an increment of fast-ion loss flux due to TAEs from the neoclassical orbit loss level (ΔΓfast ion) is measured. The dependence of ΔΓfast ion on the TAE magnetic fluctuation amplitude (bθTAE) changes from a linear to a quadratic and finally a third power with an increase in the magnetic axis shift. It is found that the dependence of fast-ion loss flux on TAE magnetic fluctuation amplitudes changes at a certain fluctuation level in a fixed configuration. Experimental results show that in the small bθTAE regime, ΔΓfast ion is proportional to bθTAE, whereas ΔΓfast ion increases with the square of bθTAE in the larger bθTAE regime. A simulation by orbit-following codes that incorporate magnetic fluctuations with frequency chirping-down due to TAEs suggests the change in the fast-ion loss process from a convective (ΔΓfast ion ∝ bθTAE) to a diffusive character as bθTAE increases.
大型ヘリカル装置（LHD）プラズマの広いパラメータ範囲において、トロイダル・アルヴェン固有モード（TAE）によって誘起される高速イオン損失の特性を調査し、高速イオン損失過程を解明することを目的とした。高速イオン損失を調べるために、シンチレータ式高速イオン損失プローブを用いて、新古典軌道損失レベルからの高速イオン損失束の増分（ΔΓ_fast ion）を測定した。ΔΓ_fast ion の TAE 磁気揺動振幅（b_θ^TAE）に対する依存性は、磁気軸シフトの増大に伴い、線形から二次、そして三次へと変化することが明らかになった。固定配位において、高速イオン損失束の TAE 磁気揺動振幅に対する依存性は、ある揺動レベルで変化することが見出された。実験結果は、b_θ^TAE が小さい領域では ΔΓ_fast ion は b_θ^TAE に比例する一方、b_θ^TAE が大きい領域では ΔΓ_fast ion は b_θ^TAE の二乗に比例して増加することを示した。周波数チャープダウンを伴う磁気揺動を組み込んだ軌道追跡コードによるシミュレーションは、b_θ^TAE の増大に伴い、高速イオン損失過程が対流的（ΔΓ_fast ion ∝ b_θ^TAE）から拡散的性質へと変化することを示唆した。