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An ad hoc calculation for the growth rate of ion cyclotron emission excited by ionized NBI particles on EAST

Gen Li, Lunan Liu, Changhao Deng, Chunyun Gan, Hailong Lu, Shizhe Yang, Guanghou Yan, TaoTao Zhou, Wei Zhang, Xinjun Zhang2026年8月Nuclear FusionIF 3出版社

An ad hoc calculation is presented to evaluate the growth rate of ion cyclotron emission (ICE) driven by ionized atoms from neutral beam injection (NBI). The distribution function of ionized NBI atoms is modeled with a power-law dependence on particle speed with a power-law index and a Gaussian distribution in pitch angle with a standard deviation. The growth rate of nearly perpendicular propagating fast magnetosonic waves is then calculated in uniform plasma to study the effects of the velocity gradient and the pitch-angle anisotropy on the excitation of ICE. In the limit of → 0, the contribution to the growth rate arising from the velocity gradient satisfies ∝ α and the contribution due to the pitch-angle anisotropy satisfies ∝ . The dependence of on the injection direction of NBI and the speed of NBI atoms is examined in the limit of → 0. The growth rate of ICE on EAST and ASDEX Upgrade is analyzed using TRANSP-calculated distribution of ionized NBI atoms. The fast decrease in the signals of core ICE in discharge #100 126 on EAST is attributed to the increase of and the decrease of α of the distribution of NBI ions at the core. The core ICE found on ASDEX Upgrade is, however, primarily caused by the velocity gradient, since ionized NBI atoms at the core of ASDEX Upgrade have a much softer distribution in than ionized NBI atoms at the core of EAST. The possibility of pitch-angle scattering of NBI ions on self-generated fast magnetosonic waves through quasi-linear interaction is examined in uniform plasma, assuming that the excited waves only propagate at a specified angle. The results, though idealized and heuristic, indicate that nearly perpendicular propagating ICE at the second and third harmonic frequencies may be more efficient in scattering resonant particles in pitch-angle space.

日本語訳

中性粒子ビーム入射(NBI)からの電離原子によって駆動されるイオンサイクロトロン放出(ICE)の成長率を評価するためのアドホックな計算を提示する。電離NBI原子の分布関数は、粒子速度 に対する冪則依存性(冪指数 )と、ピッチ角 に対するガウス分布(標準偏差 )でモデル化される。次に、一様プラズマ中でほぼ垂直に伝播する高速磁気音波の成長率を計算し、速度勾配とピッチ角異方性がICEの励起に及ぼす影響を調べる。 → 0の極限では、速度勾配に起因する成長率 への寄与は ∝ α を満たし、ピッチ角異方性による寄与は ∝ を満たす。 → 0の極限で、NBIの入射方向とNBI原子の速度に対する の依存性を調べる。EASTおよびASDEX UpgradeにおけるICEの成長率を、TRANSPで計算された電離NBI原子の分布を用いて解析する。EASTの放電 #100 126 におけるコアICEシグナルの急速な減少は、コアにおけるNBIイオン分布の の増加とαの減少に起因する。しかしながら、ASDEX Upgradeで見られるコアICEは、主に速度勾配によって引き起こされる。なぜなら、ASDEX Upgradeのコアにおける電離NBI原子は、EASTのコアにおける電離NBI原子よりも に関してはるかに軟らかい分布を持つからである。励起された波が特定の角度でのみ伝播すると仮定して、一様プラズマ中で、準線形相互作用による自己生成された高速磁気音波上でのNBIイオンのピッチ角散乱の可能性を調べる。結果は、理想的かつ発見的ではあるが、第2高調波および第3高調波周波数でのほぼ垂直伝播ICEが、共鳴粒子をピッチ角空間で散乱させる際により効率的である可能性を示している。

装置

east高精度(タイトル一致)asdex-upgrade低精度(概要文一致)

wiki

EASTNeutral beam injectionElectron cyclotron emissionIon cyclotron emission

AIによる論文要約

EASTにおけるイオン化NBI粒子により励起されるイオンサイクロトロン放射の成長率に関するアドホック計算
JA核融合プラズマ加熱、NBI、波動励起、ICEを学ぶ学生・研究者。実験解析と理論モデルの関係を理解したい人向け。#核融合 #プラズマ #NBI #イオンサイクロトロン放射 #EAST
LLM向け: {"Title": "イオン化NBI粒子によるICE成長率のアドホック計算", "Authors": "記載なし", "Research Objective":…

中性粒子ビーム入射でイオン化した粒子が励起するイオンサイクロトロン放射(ICE)の成長率を簡易計算した。速度分布のべき乗則とピッチ角ガウス分布を仮定し、ほぼ垂直伝播する高速磁気音波の成長率を一様プラズマで評価。成長率は速度勾配とピッチ角異方性に依存。EASTとASDEX UpgradeのTRANSP分布解析で、EASTのコアICE減少は分布広がり増大とα減少、ASDEX Upgradeは速度勾配が主因と説明。2・3倍高調波ICEがピッチ角散乱に有効な可能性を示す。

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