During the 2016 experimental campaign of NSTX-U (Menard et al 2012 Nucl. Fusion52 083015), long L-mode and reproducible sawtoothing plasmas have been achieved that were previously not accessible before the upgrade. This provides a good opportunity to study the effect of sawtooth crashes on fast ion confinement and redistribution in spherical tokamaks. The solid-state neutral particle analyzer (SSNPA) and fast ion D-alpha (FIDA) diagnostics on NSTX-U each have a tangentially-viewing instrument and a radially- or vertically-viewing instrument, which are mainly sensitive to passing and trapped fast ions, respectively. It has been observed on both diagnostics that passing particles are strongly expelled from the plasma core to the edge during sawtooth crashes, while trapped fast ions are weakly affected. The tangentially-viewing SSNPA observes large signal spikes at the sawtooth crashes because fast ions move to the edge and charge exchange with edge neutrals. The radially-viewing SSNPA data suggest that there is a small drop of trapped particles in the core. The tangentially-viewing FIDA (t-FIDA) system observes a depletion as large as 25% in the region inside the inversion radius, while an increase at the outer region. There is almost no change in the signals of the vertically-viewing FIDA system. The neutron emission can drop as much as 15% at the sawtooth crashes, accompanied by an increase of edge light. Simulations with the Kadomstev and Porcelli sawtooth models have been performed and compared with the measurements. The full reconnection Kadomtsev model overestimates the neutron rate drop at each sawtooth crash. When tuning the sawtooth input parameters, the partial reconnection Porcelli sawtooth model can qualitatively reproduce the neutron rate drop and t-FIDA signal drop in the core, but it fails to predict the t-FIDA signal increase at the edge.
NSTU-U（Menet al 2012 Nucl. Fusion52 083015）の2016年の実験キャンペーン中に、アップグレード前には達成できなかった長時間のLモードおよび再現性のある鋸歯状振動プラズマが実現された。これにより、球状トカマクにおける鋸歯状クラッシュが高速粒子閉じ込めおよび高速粒子再分布に及ぼす影響を研究する良い機会が得られた。NSTX-Uにおける固体中性粒子分析装置（SSNPA）および高速粒子Dα（FIDA）計測器は、それぞれ接線方向視野計測器と径方向または垂直方向視野計測器を有しており、それぞれ主に通過粒子と捕捉高速粒子に感度を持つ。両方の計測器で、鋸歯状クラッシュ中に通過粒子がプラズマ中心部から周辺部へ強く排出される一方、捕捉高速粒子は弱い影響しか受けないことが観測された。接線方向視野SSNPAは、高速粒子が周辺部へ移動し周辺中性粒子と電荷交換するため、鋸歯状クラッシュ時に大きな信号スパイクを観測する。径方向視野SSNPAのデータは、中心部における捕捉粒子のわずかな減少を示唆している。接線方向視野FIDA（t-FIDA）システムは、反転半径内で最大25%の減少を観測し、一方外側領域では増加が見られる。垂直方向視野FIDAシステムの信号にはほとんど変化がない。鋸歯状クラッシュ時には中性子放出が最大15%低下し、それに伴って周辺部の光の増加が見られる。KadomtsevおよびPorcelliの鋸歯状モデルを用いたシミュレーションを実施し、測定結果と比較した。完全再結合Kadomtsevモデルは、各鋸歯状クラッシュ時の中性子率低下を過大評価する。鋸歯状入力パラメータを調整すると、部分再結合Porcelli鋸歯状モデルは中心部における中性子率低下とt-FIDA信号低下を定性的に再現できるが、周辺部におけるt-FIDA信号増加を予測することはできない。