Fast ion wall loads can result in excessively high heat fluxes to the plasma-facing components (PFCs). To allow for the development of mitigation strategies, and thereby protect the PFCs, the fast ion losses have to be predicted by faithful models. To ensure that fast ion models are an accurate representation of the real world, they need to be verified. The neutral-beam experiments performed in Wendelstein 7-X (W7-X) allow to investigate and verify models of the fast ion losses in the stellarator configuration. Infrared thermographic measurements were used to obtain the heat flux to both the baffle plates and the divertor. We found evidence of fast ion wall loads on the baffle plates, with loads between 100 kW m−2 and 1 MW m−2. The loads are attributed to fast ions which escape the main plasma via magnetic ripples. The fast ion wall loads on the baffle plates show up-down and toroidal asymmetry. The experimental results were compared to numerical simulations performed by the BEAMS3D and ASCOT codes. Qualitative agreement in up-down asymmetry is found, but the magnitude and toroidal asymmetry are not yet well predicted by the simulations. The asymmetries of the strike lines on the divertor suggest that fast ions also play a role here. Specifically, a second strike line emerged consistently in the high-iota configuration on the horizontal divertor. The shape and magnitude of the strike lines changed considerably during the neutral-beam injection (NBI) operation phase. Although no damage to steel components of W7-X was found, fast ion loads to the baffle plates could possibly limit the NBI operation in the upcoming campaigns of W7-X.
高速イオン壁負荷は、プラズマ対向機器への過度に高い熱流束をもたらす可能性がある。緩和戦略の開発を可能にし、それによってプラズマ対向機器を保護するためには、高速イオン損失は信頼性の高いモデルによって予測されなければならない。高速イオンモデルが実世界を正確に表現していることを保証するためには、それらを検証する必要がある。Wendelstein 7-X（W7-X）で実施された中性粒子ビーム実験は、ステラレータ配位における高速イオン損失のモデルを調査し検証することを可能にする。赤外線サーモグラフィ計測を用いて、バッフル板とダイバータの両方への熱流束を取得した。我々は、バッフル板上に高速イオン壁負荷の証拠を見出し、その負荷は100 kW m⁻²から1 MW m⁻²の範囲であった。これらの負荷は、磁気リップルを介して主プラズマから脱出する高速イオンに起因する。バッフル板上の高速イオン壁負荷は、上下非対称性とトロイダル非対称性を示す。実験結果は、BEAMS3DおよびASCOTコードによって実施された数値シミュレーションと比較された。上下非対称性については定性的な一致が見られたが、大きさとトロイダル非対称性はシミュレーションによってまだ十分に予測されていない。ダイバータ上のストライク点の非対称性は、高速イオンもここで役割を果たしていることを示唆している。具体的には、高イオタ配位において水平ダイバータ上に第二のストライク点が一貫して出現した。ストライク点の形状と大きさは、中性粒子ビーム入射（NBI）運転段階中にかなり変化した。W7-Xの鋼製部品には損傷は見られなかったが、バッフル板上の高速イオン負荷は、今後のW7-XキャンペーンにおけるNBI運転を制限する可能性がある。