Ion cyclotron emission (ICE) is the only collective radiative instability, driven by confined fusion-born alpha-particles, observed from deuterium–tritium (DT) plasmas in both JET and TFTR. Using first principles particle-in-cell simulations of the magnetoacoustic cyclotron instability (MCI), we elucidate some of the fully kinetic nonlinear processes that may underlie observations of ICE from fusion products in these large tokamaks. We find that the MCI is intrinsically self-limiting on very fast timescales, which may help explain the observed correlation between linear theory and observed ICE intensity. The simulations elaborate the nature of the excited electric and magnetic fluctuations, from first principles, confirming the dominant role of fast Alfvénic and electrostatic components which is assumed ab initio in analytical treatments.
イオンサイクロトロン放射（ICE）は、重水素–トリチウム（DT）プラズマからJETとTFTRの両方で観測される、核融合生成アルファ粒子によって駆動される唯一の集団的放射不安定性である。磁気音響サイクロトロン不安定性（MCI）の第一原理粒子インセルシミュレーションを用いて、これらの大型トカマクにおける核融合生成物からのICEの観測の根底にある可能性のある完全運動論的非線形過程の一部を解明する。MCIは本質的に非常に速い時間スケールで自己限定的であり、これが線形理論と観測されたICE強度との間の相関関係の説明に役立つ可能性があることがわかる。シミュレーションは、励起された電場および磁場のゆらぎの性質を第一原理から詳述し、解析的取り扱いにおいて当初から仮定されている高速アルフヴェン成分と静電成分の支配的役割を確認する。