The expression for the bootstrap current density due to fast ions produced by NBI is derived in an axisymmetric magnetic field. From this expression the fast-ion-induced bootstrap current density is explicitly calculated in a large aspect ratio tokamak with circular cross-section. This bootstrap current is found to be quite small for parallel injection of neutral beams although it rapidly increases as it approaches perpendicular injection. In addition to the injection angle, this bootstrap current density depends strongly upon the values of the inverse aspect ratio epsilon and the ratio vc (critical velocity)/vb (birth velocity). In perpendicular injection the ratio of the fast-ion-induced bootstrap current density to the bulk bootstrap current density is estimated for the typical parameters = 0.1 and vc/vb = 0.5 as 0.09(δβb/δr)/(δβe/δr), where βb and βe are the values of β due to fast-ion and electron pressures, respectively
中性粒子ビーム入射(NBI)によって生成された高速イオンによるブートストラップ電流密度の表式が、軸対称磁場中で導出される。この表式から、高速イオン誘起ブートストラップ電流密度が、大アスペクト比・円形断面トカマクにおいて明示的に計算される。このブートストラップ電流は、中性粒子ビームの平行入射に対しては非常に小さいことがわかるが、垂直入射に近づくにつれて急速に増大する。入射角に加えて、このブートストラップ電流密度は、逆アスペクト比εおよび比vc(臨界速度)/vb(生成速度)の値に強く依存する。垂直入射の場合、高速イオン誘起ブートストラップ電流密度とバルクのブートストラップ電流密度との比は、典型的なパラメータε=0.1およびvc/vb=0.5に対して、(δβb/δr)/(δβe/δr)の0.09倍と見積もられる。ここで、βbおよびβeは、それぞれ高速イオン圧力および電子圧力によるβの値である。