Two-ion ion cyclotron resonance (ICR) heating in a tokamak can produce superthermal minority ions having orbital radii comparable with the plasma radius. The drift motion causes the trapped fast ions to precess around the torus, thus forming a fast ion current. A semi-analytic model and a Monte Carlo radiofrequency (RF) orbit code have been used to calculate the direction, magnitude and profile of this current. For typical high power central ICR heating of JET, a fast ion current density of j|| ~ 0.7 MA/m2 is found which is peaked at a radius ~ 30 cm from the centre where it enhances the local current density. The effect of the fast ion current is to flatten the q-profile within the region of the inversion radius of MHD sawteeth, where the sawtooth stability is expected theoretically to be sensitive to the radial profile of the current density. The fast ion current could explain the observed sawtooth stabilization during ICR heating. Data for RF heating of JET have been examined for evidence of a correlation between the natural duration of sawtooth-free periods and the expected magnitude of the off-axis fast ion current density. The data show a threshold current density below which sawteeth are not stabilized. Above this threshold, the duration of sawtooth stable periods increases monotonically with the magnitude of the off-axis RF fast ion current density
トカマクにおける2イオンサイクロトロン共鳴(ICR)加熱は、プラズマ半径に匹敵する軌道半径を持つ超熱的少数イオンを生成し得る。ドリフト運動により、捕捉された高速イオンはトーラス周囲を歳差運動し、これによって高速イオン電流が形成される。この電流の方向、大きさ、および分布を計算するために、半解析モデルとモンテカルロ高周波(RF)軌道コードが用いられた。JETにおける典型的な高電力中心ICR加熱では、高速イオン電流密度はj|| ≈ 0.7 MA/m²に達し、中心から約30 cmの半径でピークを示し、局所電流密度を増強する。この高速イオン電流の効果は、MHD鋸歯状振動の反転半径領域内のq分布を平坦化する。ここで、鋸歯状安定性は理論的に電流密度の動径分布に敏感であると予想される。高速イオン電流は、ICR加熱中に観測される鋸歯状振動の安定化を説明し得る。JETのRF加熱データを、鋸歯状振動のない期間の自然持続時間と、軸外高速イオン電流密度の予想大きさとの間の相関について検証した。データは、鋸歯状振動が安定化されない閾値電流密度の存在を示す。この閾値以上では、鋸歯状安定期間の持続時間は、軸外RF高速イオン電流密度の大きさとともに単調に増加する。