JET experiments have shown that the three-ion scenarios using waves in the ion cyclotron range of frequencies (ICRF) is an efficient way to build fast ion population through beam ion acceleration by radio frequency (RF) waves. Such a heating scheme is applied to plasmas with at least two thermal ion species. Analysis of mixed discharges with complex heating schemes requires a workflow that allows to model thermal and fast ion transport consistently. This paper is dedicated to modelling of a mixed plasma discharge with significant fraction of fast ions and contributes to development of fast ion transport models. For interpretive analysis with the TRANSP code a JET hydrogen–deuterium plasma discharge with neutral beam injection (NBI) and ICRF heating has been chosen. The task is complicated by NBI–ICRF synergy and plasma magnetohydrodynamic activity, like sawtooth crashes. D beam ions accelerated by RF waves form a high energy tail in fast ion distribution. Significant difference between the neutron rate computed by TRANSP and measured one is observed if the same diffusivity for electrons and ions is assumed. Sensitivity studies show that uncertainties in input plasma parameters and thermal ion transport models are crucial for modelling mixed plasma discharges and increased D transport is required to reach the plasma composition consistent with diagnostic measurements at the plasma edge. Fast ion redistribution by a sawtooth instability is characterised by non-resonant transport due to reconnection of magnetic field lines and resonant transport caused by resonance interaction between the instability and fast ions. With ORBIT simulations it has been shown that resonant interaction strongly affects fast ions of high energies, like beam ions accelerated by RF waves and fusion products. For the considered case, fast ion profiles simulated by ORBIT remain peaked after the sawtooth crashes.
JET実験により、イオンサイクロトロン周波数帯（ICRF）の波動を用いた三イオンシナリオが、高周波（RF）波動によるビームイオン加速を通じて高速イオン集団を形成する効率的な方法であることが示された。このような加熱方式は、少なくとも2種類の熱イオン種を含むプラズマに適用される。複雑な加熱方式を伴う混合放電の解析には、熱イオン輸送と高速イオン輸送を一貫してモデル化できるワークフローが必要である。本論文は、高速イオンの割合が有意な混合プラズマ放電のモデル化に取り組み、高速イオン輸送モデルの発展に貢献するものである。TRANSPコードを用いた解釈的解析のために、中性粒子ビーム入射（NBI）とICRF加熱を伴うJET水素・重水素プラズマ放電が選択された。この課題は、NBI-ICRF相乗効果と、鋸歯状波クラッシュなどのプラズマ磁気流体力学活動によって複雑化している。RF波動によって加速されたDビームイオンは、高速イオン分布において高エネルギー尾部を形成する。電子とイオンに同じ拡散係数を仮定した場合、TRANSPによって計算された中性子率と測定値との間に有意な差が観測される。感度解析により、入力プラズマパラメータと熱イオン輸送モデルの不確実性が混合プラズマ放電のモデル化に決定的に重要であり、プラズマ端部での診断測定と整合するプラズマ組成を達成するには、D輸送の増大が必要であることが示された。鋸歯状波不安定性による高速イオンの再分布は、磁力線の再結合による非共鳴輸送と、不安定性と高速イオン間の共鳴相互作用によって引き起こされる共鳴輸送によって特徴づけられる。ORBITシミュレーションにより、共鳴相互作用が高エネルギーの高速イオン、例えばRF波動によって加速されたビームイオンや核融合生成物に強く影響することが示された。検討したケースにおいて、ORBITによってシミュレーションされた高速イオン分布は、鋸歯状波クラッシュ後もピークを維持した。