Fast-ion losses from Large Helical Device (LHD) plasmas due to toroidal Alfvén eigenmodes (TAEs) were measured by a scintillator-based lost fast-ion probe (SLIP) to understand the loss processes. TAE-induced losses measured by the SLIP appeared in energy E ranges of around 50–180 keV with pitch angles χ between 35°–45°, and increased with the increase in TAE amplitudes. Position shifts of the magnetic axis due to a finite plasma pressure led not only to an increase in TAE-induced losses but also to a stronger scaling of fast-ion losses on TAE amplitudes. Characteristics of the observed fast-ion losses were compared with a numerical simulation based on orbit-following models in which the TAE fluctuations are taken into account. The calculation indicated that the number of lost fast ions reaching the SLIP increased with the increase in the TAE amplitude at the TAE gap. Moreover, the calculated dependence of fast-ion loss fluxes on the fluctuation amplitude became stronger in the case of large magnetic axis shifts, compared with the case of smaller shifts, as was observed in the experiments. The simulation results agreed qualitatively with the experimental observations in the LHD.
大型ヘリカル装置（LHD）プラズマにおけるトロイダル・アルヴェン固有モード（TAE）による高速イオン損失を、シンチレータ式損失高速イオンプローブ（SLIP）を用いて測定し、その損失過程を理解することを目的とした。SLIPによって測定されたTAE誘起損失は、エネルギーEが約50〜200 keV、ピッチ角χが35°〜45°の範囲で現れ、TAE振幅の増大に伴って増加した。有限プラズマ圧力による磁気軸のシフトは、TAE誘起損失の増加だけでなく、TAE振幅に対する高速イオン損失のスケーリングをより強くすることももたらした。観測された高速イオン損失の特性は、TAE変動を考慮した軌道追跡モデルに基づく数値シミュレーションと比較された。計算結果は、TAEギャップにおいてTAE振幅の増大に伴ってSLIPに到達する損失高速イオン数が増加することを示した。さらに、計算された高速イオン損失フラックスの変動振幅に対する依存性は、磁気軸シフトが大きい場合により強くなり、これは実験観測と定性的に一致した。シミュレーション結果はLHDにおける実験観測と定性的に一致した。