Enhanced fast ion losses, mostly in the range of energies from around 1.2 to 2.4 MeV, were measured during the activity of tornado modes in the JET tokamak. Tornado modes are TAE localized inside the q = 1 surface, which do not extend to the outer regions of the plasma. Thus, it is necessary to find an explanation on how such modes can lead to the loss of fast ions. In this paper, a mechanism that allows explaining the loss of fast ions triggered by tornado modes is proposed. This mechanism is based on the combined effect of tornado modes and global TAEs over the fast ions (global TAEs were always observed along with the tornado modes in the experiments in which enhanced losses were measured). Tornado modes would trigger the process of loss by resonantly interacting with the fast ions near the centre of the plasma and transporting the ions to a more peripheral region where tornado modes and global TAEs coexist. The TAE would then transport convectively the fast ions, most efficiently through the first bounce resonances (p = 1), all the way to the plasma edge eventually leading to its loss. This mechanism of loss is supported by calculations carried out with the CASTOR-K code.
JETトカマクにおけるトルネードモードの活動中に、主に約1.2〜2.4 MeVのエネルギー範囲で高速イオン損失の増大が測定された。トルネードモードはq=1面の内側に局在するTAEであり、プラズマの外側領域には及ばない。したがって、このようなモードがどのようにして高速イオン損失を引き起こし得るのかを説明することが必要である。本論文では、トルネードモードによって引き起こされる高速イオン損失を説明するメカニズムを提案する。このメカニズムは、トルネードモードと大域的TAEの複合効果に基づいている(損失の増大が測定された実験では、大域的TAEが常にトルネードモードとともに観測された)。トルネードモードは、プラズマ中心付近の高速イオンと共鳴的に相互作用してイオンをより周辺部へ輸送し、そこでトルネードモードと大域的TAEが共存することになる。その後、TAEが高速イオンを対流的に輸送し、最も効率的には第一バウンス共鳴(p=1)を通じて、プラズマ端まで運んで最終的に損失させる。この損失メカニズムは、CASTOR-Kコードを用いた計算によって支持されている。