Prompt neutral beam-ion loss due to non-resonant scattering caused by toroidicity-induced and reversed shear Alfvén eigenmodes (TAE/RSAEs) have been observed in DIII-D. The coherent losses are of full-energy beam ions born on unperturbed trapped orbits that would carry them close to a fast-ion loss detector (FILD) within one poloidal transit. However, in the presence of AEs, the particles are expelled from the plasma before completing their first poloidal orbits. The loss signals on FILD emerge within 100 µs after the beam switch-on (which is the time scale of a single poloidal transit) and oscillate at mode frequencies. Time-resolved loss measurements show a linear dependence on the AE fluctuation amplitude and a radial 'kick' of ∼10 cm by an n = 2 RSAE at δB/B ⩽ 1 × 10−3 can be directly inferred from the measurements. Full-orbit modelling of the fast-ion displacement caused by the AEs is in good quantitative agreement with the measurements. Direct interactions of the mode and the beam-ion orbit can account for a large fraction of fast-ion losses observed in such DIII-D discharges. The first orbit non-resonant loss mechanism may also contribute to enhanced localized losses in ITER and future reactors. A new diagnostic method of the radial displacement is inspired by these findings and can be used to study the interaction between fast ions and various MHD modes as well as three-dimensional fields.
中性ビームイオン損失は、トロイダル性誘起および逆シア・アルヴェン固有モード（TAE/RSAE）による非共鳴散乱に起因して、DIII-Dにおいて観測された。コヒーレント損失は、1ポロイダル遷移以内に高速イオン損失検出器（FILD）の近傍へ運ばれるであろう、摂動を受けていない捕捉軌道上で生成された全エネルギー・ビームイオンによるものである。しかしながら、AEの存在下では、粒子は最初のポロイダル軌道を完了する前にプラズマから排出される。FILD上の損失信号は、ビーム投入開始後100μs以内に出現し（これは単一ポロイダル遷移の時間スケールに相当する）、モード周波数で振動する。時間分解損失測定は、AE揺動振幅に対する線形依存性を示し、δB/B≦1×10⁻³におけるn=2 RSAEによる約10cmの径方向「キック」が測定から直接推定できる。高速イオンの変位に関するフルオービットモデリングは、測定と定量的に一致する。モードとビームイオン軌道との直接相互作用は、このようなDIII-D放電で観測された高速イオン損失の大部分を説明できる。第一軌道非共鳴損失機構もまた、ITERおよび将来の炉における局所的損失の増大に寄与する可能性がある。これらの知見に触発された新たな診断手法により、径方向変位の測定が可能となり、高速イオンと様々なMHDモードおよび3次元場との相互作用の研究に適用できる。