The efficiency of energetic ion confinement is reduced by ripple fields, which are mainly generated by the finite number of toroidal field coils in a tokamak reactor. Finite beta effects alter magnetic field structures and energetic ion orbits. Finite beta effects on magnetohydrodynamic (MHD) equilibria have been thoroughly researched. However, it is not known how finite beta effects affect energetic ion losses. To investigate this, the MHD equilibrium was calculated using the VMEC code. Finite beta effects on the ripple ratio were accurately investigated and it was found that the non-axisymmetric poloidal field generated by the plasma current could not be ignored. The guiding centre orbit equation was solved to clarify physical considerations of finite beta effects on the energetic ion losses. The energetic ion orbits were found to be strongly affected by the diamagnetic effect. By performing calculations for energetic ions with the same initial position, it was found that the diamagnetic effect produced two opposing effects: it reduced particle loss due to the closed |B| contour and it increased particle loss due to the high curvature of the |B| contour.
高エネルギーイオンの閉じ込め効率は、リップル磁場によって低下する。このリップル磁場は、主にトカマク炉における有限個のトロイダル磁場コイルによって生成される。有限ベータ効果は、磁場構造と高エネルギーイオンの軌道を変化させる。磁気流体力学（MHD）平衡に対する有限ベータ効果は、これまで徹底的に研究されてきた。しかし、有限ベータ効果が高エネルギーイオンの損失にどのように影響するかは、これまで明らかにされていない。この問題を調査するため、VMECコードを用いてMHD平衡を計算した。リップル比に対する有限ベータ効果を精度よく調査した結果、プラズマ電流によって生成される非軸対称ポロイダル磁場は無視できないことが判明した。高エネルギーイオンの損失に対する有限ベータ効果の物理的機構を明らかにするため、案内中心軌道方程式を解いた。その結果、高エネルギーイオンの軌道は反磁性効果によって強く影響を受けることが見出された。同一の初期位置を持つ高エネルギーイオンについて計算を行うことで、反磁性効果が2つの相反する効果を及ぼすことが明らかになった。すなわち、閉じた|B|等高線による粒子損失を低減する一方で、|B|等高線の高曲率領域による粒子損失を増大させるのである。