The problem of determining the orbits of energetic ions in the confining magnetic field of a tokamak plasma and their phase space characteristics is considered analytically. First, starting from the orbit invariants in the simplified magnetic field of a tokamak plasma, a quartic equation describing the trajectories in configuration space is derived. Then from an examination of the coefficients of the orbit equation, the orbit types and their classification are deduced. Analytic solutions of the orbit equation are given and the partition of phase space into regions of trapped (passing) particles and loss cones is determined. Finally, as a specific application, the trajectories and phase space characteristics of 3.5 MeV α particles in the magnetic field of the JET tokamak are calculated.
トカマクプラズマの閉じ込め磁場中における高エネルギーイオンの軌道とその位相空間特性を決定する問題を解析的に考察する。まず、トカマクプラズマの簡略化された磁場における軌道不変量から出発して、配置空間における軌道を記述する四次方程式を導出する。次に、軌道方程式の係数の検討から、軌道の種類とその分類を推定する。軌道方程式の解析解を与え、位相空間を捕捉（通過）粒子の領域と損失円錐に分割することを決定する。最後に、具体的な応用として、JETトカマクの磁場中における3.5 MeVのα粒子の軌道と位相空間特性を計算する。