Alpha particle loss due to toroidal magnetic field (TF) ripple in a current hole (CH) was numerically assessed. In a tokamak with a conventional aspect ratio A (=4.1), α-particles are well confined in plasma with a hole radius (ρhole) of ⩽0.3. When ρhole increases to 0.5, α-particle loss can exceed 10%, resulting in an intolerable heat load on the first wall. When born in a CH, toroidally trapped α-particles are regarded as being produced near the CH boundary. This causes an increase in α-particle loss with ρ hole. In order to reduce the loss to an acceptable level of about 3%, the TF ripple amplitude at the plasma surface must be as low as 0.3%. In contrast, a low aspect ratio tokamak has an advantage over α-particle confinement in the CH, in that the calculated α-particle loss for A = 2 was lower than that for conventional values of A. The neutral beam-driven current in the CH was also investigated numerically. The calculation indicates that, in the CH plasma, the beam-driven current is induced in the outer region, compared with the equilibrium current that sustains the CH.
トカマクにおける電流ホール（CH）中のアルファ粒子損失に対するトロイダル磁場リップル（TFリップル）の影響を数値的に評価した。従来型アスペクト比（A＝4）のトカマクでは、ホール半径（ρ）が0.3以下の場合、アルファ粒子はプラズマ内に良好に閉じ込められる。ρが0.5に増加すると、アルファ粒子損失は10％を超え、第一壁への熱負荷が許容不能となる。CH内で生成されたトロイダル方向に捕捉されたアルファ粒子は、CH境界近傍で生成されるとみなされる。これにより、ρの増加に伴ってアルファ粒子損失が増大する。損失を約3％の許容レベルに低減するには、プラズマ表面でのTFリップル振幅を0.3％以下に抑える必要がある。対照的に、低アスペクト比トカマクでは、CH内のアルファ粒子閉じ込めに関して利点がある。すなわち、A＝2の場合の計算されたアルファ粒子損失は、従来型アスペクト比の値よりも低かった。CH内の中性粒子ビーム駆動電流も数値的に調査した。計算結果は、CHプラズマ内では、ビーム駆動電流がCHを維持する平衡電流と比較して、より外側の領域で誘起されることを示している。