The confinement of neutral beam injection (NBI) particles in the presence of n = 3 resonant magnetic perturbations (RMPs) in 15 MA ITER DT plasmas has been studied using full orbit ASCOT simulations. Realistic NBI distribution functions, and 3D wall and equilibria, including the plasma response to the externally applied 3D fields calculated with MARS-F, have been employed. The observed total fast-ion losses depend on the poloidal spectra of the applied n = 3 RMP as well as on the absolute toroidal phase of the applied perturbation with respect to the NBI birth distribution. The absolute toroidal phase of the RMP perturbation does not affect the ELM control capabilities, which makes it a key parameter in the confinement optimization. The physics mechanisms underlying the observed fast-ion losses induced by the applied 3D fields have been studied in terms of the variation of the particle canonical angular momentum (δPϕ) induced by the applied 3D fields. The presented simulations indicate that the transport is located in an edge resonant transport layer as observed previously in ASDEX upgrade studies. Similarly, our results indicate that an overlapping of several linear and nonlinear resonances at the edge of the plasma might be responsible for the observed fast-ion losses. The results presented here may help to optimize the RMP configuration with respect to the NBI confinement in future ITER discharges.
15 MA ITER DTプラズマにおけるn=3共鳴磁場摂動(RMP)存在下での中性粒子ビーム入射(NBI)粒子の閉じ込めを、完全軌道ASCOTシミュレーションを用いて研究した。現実的なNBI分布関数、3次元壁、およびMARS-Fで計算された外部印加3次元場に対するプラズマ応答を含む平衡を用いた。観測された高速粒子損失は、印加されたn=3 RMPのポロイダルスペクトルと、NBI生成分布に対する印加摂動の絶対トロイダル位相の両方に依存する。RMP摂動の絶対トロイダル位相はELM制御能力には影響しないが、閉じ込め最適化における重要なパラメータとなる。印加3次元場によって誘起される高速粒子損失の背後にある物理機構を、印加3次元場によって誘起される粒子の正準角運動量(δPφ)の変化の観点から研究した。提示されたシミュレーションは、輸送がASDEX Upgradeの研究で以前観測されたように、エッジ共鳴輸送層に位置することを示している。同様に、我々の結果は、プラズマエッジにおける複数の線形および非線形共鳴の重なりが、観測された高速粒子損失の原因である可能性を示している。ここで提示された結果は、将来のITER放電におけるNBI閉じ込めに関してRMP配置を最適化するのに役立つ可能性がある。