Modification of the two existing DIII-D neutral beamlines is planned to allow vertical steering to provide off-axis neutral beam current drive (NBCD) peaked as far off-axis as half the plasma minor radius. New calculations for a downward-steered beam indicate strong current drive with good localization off-axis so long as the toroidal magnetic field, BT, and the plasma current, Ip, point in the same direction. This is due to good alignment of neutral beam injection (NBI) with the local pitch of the magnetic field lines. This model has been tested experimentally on DIII-D by injecting equatorially mounted NBs into reduced size plasmas that are vertically displaced with respect to the vessel midplane. The existence of off-axis NBCD is evident in the changes seen in sawtooth behaviour in the internal inductance. By shifting the plasma upwards or downwards, or by changing the sign of the toroidal field, off-axis NBCD profiles measured with motional Stark effect data and internal loop voltage show a difference in amplitude (40–45%) consistent with differences predicted by the changed NBI alignment with respect to the helicity of the magnetic field lines. The effects of NBI direction relative to field line helicity can be large even in ITER: off-axis NBCD can be increased by more than 30% if the BT direction is reversed. Modification of the DIII-D NB system will strongly support scenario development for ITER and future tokamaks as well as provide flexible scientific tools for understanding transport, energetic particles and heating and current drive.
2つの既存のDIII-D中性粒子ビームラインの改造が計画されており、垂直方向のステアリングを可能にして、プラズマ小半径の半分までオフ軸でピークを持つオフ軸中性粒子ビーム電流駆動（NBCD）を実現することを目的としている。下方に向けたビームに対する新しい計算では、トロイダル磁場BTとプラズマ電流Ipが同じ方向を向いている限り、オフ軸での優れた局在性を伴う強い電流駆動が示される。これは、中性粒子ビーム入射（NBI）が磁力線の局所的なピッチと良好に整合することによるものである。このモデルは、DIII-Dにおいて、赤道面に取り付けられたNBIを、容器の赤道面に対して垂直方向に変位した縮小サイズのプラズマに入射することにより実験的に検証された。オフ軸NBCDの存在は、内部インダクタンスにおける鋸歯状振動挙動の変化として観測される。プラズマを上方または下方にシフトさせるか、トロイダル磁場の符号を反転させることにより、モトル・スターク効果データと内部インダクタンス電圧を用いて測定されたオフ軸NBCDプロファイルは、変更されたNBIの磁力線ヘリシティに対する整合によって予測される差と一致する振幅差（40〜45％）を示す。NBI方向が磁力線ヘリシティに対して及ぼす影響は、ITERにおいても大きくなり得る。BTの方向を反転させれば、オフ軸NBCDは30％以上増加させることができる。DIII-DのNBシステムの改造は、ITERおよび将来のトカマクのシナリオ開発を強力に支援するとともに、輸送、高エネルギー粒子、および加熱・電流駆動の理解のための柔軟な科学的ツールを提供するであろう。