Fast ions in a tokamak device exhibit a notable acceleration phenomenon during edge localized modes (ELMs). Presented here is an analytical analysis of the phase space transport of fast ions induced by ELMs. Counter to previous simulations, it is shown that ELMs can be inefficient in accelerating fast ions in the case of a low frequency nature. Instead, the transport of fast ions is characterized by the radial particle transport, as a result of the exchange of canonical toroidal angular momentum. The associated diffusivity is found to increase drastically for high energy particles, causing the velocity space measurements of fast ion losses to appear as an acceleration process. The theoretical results are not only consistent with recent experimental observations, but also carry practical implications for the performance of future tokamak reactors.
トカマク装置における高速イオンは、周辺局在モード（ELM）中に顕著な加速現象を示す。ここでは、ELMによって誘起される高速イオンの位相空間輸送の解析的解析を提示する。従来のシミュレーションとは対照的に、低周波数の性質を持つ場合、ELMは高速イオンの加速において非効率的であり得ることが示される。その代わりに、高速イオンの輸送は、正準トロイダル角運動量の交換の結果として、径方向の粒子輸送によって特徴づけられる。関連する拡散係数は、高エネルギー粒子に対して劇的に増加することが見いだされ、その結果、高速イオン損失の速度空間測定が加速過程として現れる。理論的結果は、最近の実験的観測と一致するだけでなく、将来のトカマク炉の性能に対する実用的な意味合いも持つ。