Energetic tail formation by ion-cyclotron-range-of-frequencies (ICRF) heating was studied in the large helical device (LHD), by measuring high-energy charge-exchange atom spectra with a specially developed natural diamond detector, which views the LHD plasma perpendicularly. Comparison of measured effective perpendicular temperature of ICRF-driven H+ minority ions with the classical Stix model indicates that perpendicular ions with energy at least up to 150 keV are well confined in the centre region of the LHD. However, deviation from the classical prediction was observed for high-energy perpendicular protons in the outer region of the plasma, indicating ripple-induced transport and charge-exchange losses. With perpendicular fast atom spectrum and flux measurements, small yet notable differences were detected co-injected and counter-injected ICRF-driven beam ion confinement during combined neutral beam injection (NBI) and ICRF heating. These results can be explained by the differences in the orbit topology and ICRF-induced drift.
イオンサイクロトロン周波数帯（ICRF）加熱による高エネルギー粒子テールの形成を、大型ヘリカル装置（LHD）において、特別に開発されたダイヤモンド検出器を用いて高エネルギー荷電交換原子スペクトルを測定することにより研究した。この検出器はLHDプラズマを垂直方向から観測する。ICRF加熱によるH+マイナーリティイオンの実効垂直温度を古典的なStixモデルと比較した結果、少なくとも150 keVまでのエネルギーを持つ垂直方向のイオンがLHDの中心領域において良好に閉じ込められていることが示された。しかしながら、プラズマの外側領域における高エネルギーの垂直方向陽子については、古典的な予測からのずれが観測され、リップル誘起輸送と荷電交換損失の存在が示唆された。高速原子スペクトルとフラックスの垂直方向測定により、ICRF加熱と中性粒子ビーム入射（NBI）を組み合わせた際の、共方向および逆方向入射ビームイオンの閉じ込めにおいて、小さくとも顕著な差異が検出された。これらの結果は、軌道トポロジーの違いとICRF誘起ドリフトによって説明することができる。