A novel scheme to realize the alpha-channeling concept in tokamak plasmas is proposed. It is based on (i) the free energy available due to the inversion of the population of alpha particles in velocity space and (ii) the nonlinear inverse Landau damping of ion Bernstein waves (IBW). The latter occurs at Doppler shifted half-integer harmonics of the ion-cyclotron resonance Based on single-particle, single-wave analysis, we derive the diffusion tensors in the phase space associated to the nonlinear IBW- interaction. Numerical solutions of a Fokker–Planck equation, including the collisional operator as well as the source and sink terms show that alpha power can be channeled into IBW power during the time evolution of the alpha particle distribution function towards a steady state. For sufficient large loss rate compared to the slowing down rate, inversion of population in velocity space and alpha channeling can occur also at the steady state.
トカマクプラズマにおけるアルファ粒子チャネリングの概念を実現するための新しいスキームが提案される。これは、(i) 速度空間におけるアルファ粒子の分布の反転による利用可能な自由エネルギーと、(ii) イオンバーンスタイン波 (IBW) の非線形逆ランダウ減衰に基づいている。後者は、イオンサイクロトロン共鳴のドップラーシフトした半整数高調波で発生する。単一粒子・単一波解析に基づいて、非線形IBW相互作用に関連する位相空間における拡散テンソルを導出する。衝突演算子およびソース項とシンク項を含むフォッカー・プランク方程式の数値解は、アルファ粒子分布関数が定常状態に向かって時間発展する間に、アルファパワーがIBWパワーにチャネリングされ得ることを示している。減速率と比較して十分に大きな損失率の場合、速度空間における分布の反転とアルファ粒子チャネリングは定常状態でも発生し得る。