A combined Fokker–Planck numerical analysis of the quasi-linear plasma–ion-cyclotron (IC) wave interaction and collisional relaxation of minority ion tails created by IC absorption was performed in order to determine the characteristic fast-ion parameters that are necessary for addressing some of the main ITER burning plasma physics issues, e.g. fast-ion transport due to collective mode excitations, cross-scale couplings of micro-turbulence with meso-scale fluctuations due to energetic particles, etc. These investigations refer to actual scenarios of the Fusion Advanced Studies Torus (FAST), a conceptual tokamak design operating with deuterium plasmas in a dimensionless parameter range similar to that of ITER and equipped with IC resonance heating (ICRH) as a main heating scheme. The destabilization and saturation of fast-ion driven Alfvénic modes below and above the energetic particle modes stability threshold are investigated by numerical simulations with the HMGC code, which assumes the anisotropic energetic particle distribution function accelerated by ICRH as input. The results of this study, obtained by integration of different numerical simulation analyses aimed at investigating the various relevant physics, are presented and discussed.
Fokker–Planck数値解析を組み合わせた、準線形プラズマ–イオンサイクロトロン(IC)波動相互作用と、IC吸収によって生成された少数イオンテールの衝突緩和の解析を、ITERの燃焼プラズマ物理における主要な課題のいくつか、例えば集団モード励起による高速イオン輸送、微視的乱流と高エネルギー粒子によるメソスケール揺動とのクロススケール結合などを扱うために必要な特徴的な高速イオンパラメータを決定する目的で実施した。これらの調査は、重水素プラズマをITERと類似の無次元パラメータ範囲で運転し、主加熱方式としてIC共鳴加熱(ICRH)を備えた概念トカマク設計であるFusion Advanced Studies Torus(FAST)の実際のシナリオに基づいている。高速イオン駆動のアルフヴェン固有モードの、高エネルギー粒子モード安定性閾値以下および以上での不安定化と飽和は、ICRHによって加速された異方性高エネルギー粒子分布関数を入力として仮定するHMGCコードによる数値シミュレーションによって調査される。関連する様々な物理を調査することを目的とした異なる数値シミュレーション解析の統合によって得られた本研究の結果を提示し、考察する。