The interaction between neutrals outside tokamak plasmas and fast ions that are generated by neutral beam injection and pass outside the plasma is studied. It is shown that at beam energies up to ~100 keV fast-ion losses are significant, up to 20% in the studied case, because of charge exchange reactions between the neutrals and the fast ions. About half of the fast ions that neutralize outside the plasma get lost to the wall while the other half re-enters the plasma and ionizes again, often on better confined orbits, which is visible as an enhanced beam power deposition in the plasma core (). As a result, the plasma performance as measured from beam-plasma fusion reactions is hardly changed despite the significant fast-ion losses toward the plasma edge.
トカマクプラズマ外部の中性粒子と、中性粒子ビーム入射によって生成されプラズマ外部を通過する高速イオンとの間の相互作用を研究した。ビームエネルギーが最大約100 keVの場合、高速イオン損失は、中性粒子と高速イオンとの間の荷電交換反応により、研究対象のケースでは最大20%と有意であることが示された。プラズマ外部で中性化する高速イオンの約半数は壁に失われる一方、残りの半数はプラズマに再入射して再電離し、しばしばより良好な閉じ込め軌道に入るため、プラズマコアにおけるビーム出力堆積の増強として観測される。その結果、プラズマエッジ方向への有意な高速イオン損失にもかかわらず、ビーム・プラズマ核融合反応から測定されるプラズマ性能はほとんど変化しない。