The effect of the sawtooth instability on the confinement of fast ions on MAST, and the impact it has on the neutron emission, has been studied in detail using the TRANSP/NUBEAM codes coupled to a full orbit following code. The sawtooth models in TRANSP/NUBEAM indicate that, on MAST, passing and trapped fast ions are redistributed in approximately equal number and on a level that is consistent with the observations. It has not been possible to discriminate between the different sawtooth models since their predictions are all compatible with the neutron camera observations. Full orbit calculations of the fast ion motion have been used to estimate the characteristic time scales and energy thresholds that according to theoretical predictions govern the fast ions redistribution: no energy threshold for the redistribution for either passing and trapped fast ions was found. The characteristic times have, however, frequencies that are comparable with the frequencies of a m = 1, n = 1 perturbation and its harmonics with toroidal mode numbers , suggesting that on spherical tokamaks, in addition to the classical sawtooth-induced transport mechanisms of fast ions by attachment to the evolving perturbation and the associated E × B drift, a resonance mechanism between the m = 1 perturbation and the fast ions orbits might be at play.
MASTにおける鋸歯状不安定性が高速イオンの閉じ込めに及ぼす効果と、それが中性子放出に及ぼす影響について、完全軌道追跡コードと結合したTRANSP/NUBEAMコードを用いて詳細に研究した。TRANSP/NUBEAMにおける鋸歯状モデルは、MASTにおいて、通過軌道および捕捉軌道の高速イオンがほぼ同数再分布し、その程度は観測結果と一致することを示している。異なる鋸歯状モデルを判別することは不可能であった。なぜなら、それらの予測はすべて中性子カメラの観測結果と適合するからである。高速イオン運動の完全軌道計算を用いて、理論的予測に従って高速イオンの再分布を支配する特性時間スケールとエネルギー閾値を評価した。通過軌道および捕捉軌道の高速イオンのいずれについても、再分布に対するエネルギー閾値は見出されなかった。しかしながら、特性時間は、m = 1、n = 1の摂動およびそのトロイダルモード数高次高調波の周波数と comparable な周波数を有しており、球状トカマクにおいては、発展する摂動への付着およびそれに伴うE × Bドリフトによる古典的な鋸歯状誘起高速イオン輸送機構に加えて、m = 1摂動と高速イオン軌道の間の共鳴機構が働いている可能性があることを示唆している。