The beam ion thermalization process during tangential neutral beam injection in the ISX-B tokamak is investigated. The classical model is tested in co- and counter-injected discharges at low plasma current, a regime where large orbit width excursions enhance the importance of the loss regions. To test the model, experimental charge exchange spectra are compared with the predictions of an orbit following Monte Carlo code. Measurements of beam-plasma neutron emission and measured decay rates of the emission following beam turnoff provide additional information. Good agreement is found between theory and experiment. Furthermore, beam additivity experiments show that, globally, the confinement of beam ions remains classical, independently of the injected beam power. However, some experimental evidence suggests that the fast ion density in the plasma core did not increase with beam power in a way consistent with classical processes.
トカマク装置ISXにおける接線方向中性粒子ビーム入射中のビームイオン熱化過程を調査した。古典モデルは、低プラズマ電流放電における同方向および逆方向入射の両方で検証された。この低電流領域では、大きな軌道幅の効果により損失領域の重要性が増大する。モデルの検証のため、実験で得られた荷電交換スペクトルを、軌道追跡モンテカルロコードによる予測と比較した。また、ビーム・プラズマ中性子放出の測定と、ビーム停止後の中性子放出の減衰率測定からも追加情報を得た。理論と実験の間には良好な一致が見られた。さらに、ビーム出力を変化させた実験により、全体的にはビームイオンの閉じ込めは入射ビーム出力に依存せず古典的挙動を示すことが明らかになった。しかしながら、いくつかの実験的証拠は、プラズマ中心部における高速イオン密度が、古典過程と整合する形でビーム出力に比例して増加していないことを示唆している。