Confined trapped alpha energy spectra and differentialradial density profiles in TFTR D-T plasmas were obtained with thepellet charge exchange (PCX) diagnostic, which measures high energy(Eα = 0.5-3.5 MeV) trapped alphas (v||/v = -0.048) at a single time slice (Δt ≈ 1 ms) with a spatialresolution of Δr ≈ 5 cm. Tritons produced in D-Dplasmas and RF driven ion tails (H, 3He or T) were also observedand energetic tritium ion tail measurements are discussed. PCX alphaand triton energy spectra extending up to their birth energies weremeasured in the core of MHD quiescent discharges where the expectedclassical slowing down and pitch angle scattering effects are notcomplicated by stochastic ripple diffusion and sawtooth activity.Both the shape of the measured alpha and triton energy distributionsand their density ratios are in good agreement with TRANSPpredictions, indicating that the PCX measurements are consistent withclassical thermalization of the fusion generated alphas and tritons.From calculations, these results set an upper limit on possibleanomalous radial diffusion for trapped alphas of Dα ⩽ 0.01 m2·s-1. Outside the core, where the trappedalphas are influenced by stochastic ripple diffusion effects, the PCXmeasurements are consistent with the functional dependence of theGoldston-White-Boozer stochastic ripple threshold on the alphaenergy and the q profile. In the presence of strong sawtoothactivity, the PCX diagnostic observes significant redistribution ofthe alpha signal radial profile wherein alphas are depleted in thecore and redistributed to well outside the q = 1 radius, butapparently not beyond the energy dependent stochastic ripple lossboundary. The helical electric field produced during the sawtoothcrash plays an essential role in modelling the sawtoothredistribution data. In sawtooth free discharge scenarios withreversed shear operation, the PCX diagnostic also observes radialprofiles of the alpha signal that are significantly broader thanthose for supershots. ORBIT modelling of reversed shear andmonotonic shear discharges is in agreement with the q dependentalpha profiles observed. Redistribution of trapped alpha particles inthe presence of core localized toroidal Alfvén eigenmode (TAE)activity was observed and modelling of the PCX measurements based ona synergism involving the α-TAE resonance and the effect ofstochastic ripple diffusion is in progress.
閉じ込められたアルファ粒子のエネルギー・スペクトルと、TFTR D-Tプラズマにおける動径方向の密度分布の差は、ペレット荷電交換（PCX）診断法を用いて得られた。この診断法は、高エネルギー（Eα = 0.5-3.5 MeV）の閉じ込められたアルファ粒子（v||/v = -0.048）を、単一の時間スライス（Δt ≈ 1 ms）かつ空間分解能Δr ≈ 5 cmで測定するものである。D-Dプラズマで生成されたトリトンや、RF駆動のイオンテール（H、3He、またはT）も観測され、高エネルギートリトンイオンテールの測定結果についても議論されている。PCXによるアルファ粒子およびトリトンのエネルギー・スペクトルは、その生成エネルギーまで測定され、MHD静穏放電のコア領域において得られた。この領域では、期待される古典的な減速やピッチ角散乱の効果が、確率的リップル拡散や鋸歯状振動活動によって複雑化することはない。測定されたアルファ粒子およびトリトンのエネルギー分布の形状と、それらの密度比の両方がTRANSP予測と良好に一致しており、PCX測定が核融合生成アルファ粒子およびトリトンの古典的な熱化と整合することを示している。計算から、これらの結果は閉じ込められたアルファ粒子の異常動径拡散に対して、Dα ⩽ 0.01 m2·s-1という上限値を設定するものである。コア外部では、閉じ込められたアルファ粒子が確率的リップル拡散効果の影響を受けるが、PCX測定結果は、Goldston-White-Boozerの確率的リップル閾値のアルファ粒子エネルギーおよびqプロファイルへの機能的依存性と整合する。強い鋸歯状振動活動が存在する場合、PCX診断法はアルファ粒子シグナルの動径プロファイルにおける顕著な再分布を観測し、アルファ粒子はコア領域で減少し、q = 1半径の外側へと再分布するが、エネルギー依存の確率的リップル損失境界を超えることはない。鋸歯状振動の崩壊中に生成される螺旋電場は、鋸歯状振動再分布データのモデリングにおいて本質的な役割を果たす。逆シア運転を伴う鋸歯状振動のない放電シナリオでは、PCX診断法はスーパーショットの場合よりも有意に広いアルファ粒子シグナルの動径プロファイルも観測する。逆シアおよび単調シア放電のORBITモデリングは、観測されたq依存のアルファ粒子プロファイルと一致する。コア局在トロイダル・アルヴェン固有モード（TAE）活動の存在下での閉じ込められたアルファ粒子の再分布が観測され、α-TAE共鳴と確率的リップル拡散の効果の相乗作用に基づくPCX測定のモデリングが進行中である。