The interaction between fast-ions and edge localized modes (ELMs) is investigated by means of fast-ion loss detector measurements. Fast-ion losses are increased during ELMs exhibiting a 3D filamentary-like behaviour. An accelerated beam ion population has been observed during ELMs in a tokamak for the first time. Tomographic inversion of the measured fast-ion losses reveal multiple velocity-space structures. Attending to the experimental observations, an acceleration mechanism is proposed based on a resonant interaction between the beam ions and parallel electric fields emerging during the ELM crash. The key experimental observations can be qualitatively reproduced by full-orbit following simulations of fast-ions in the presence of the ELM magnetic and electric perturbation fields. Our findings may shed light on the possible contribution of fast-ions to the ELM stability and the transient heat loads on plasma facing components.
高速イオンと周辺局在モード（ELM）との相互作用を、高速イオン損失測定器の測定により調査した。高速イオン損失は、3次元的なフィラメント状の挙動を示すELM中に増大する。トカマクにおいてELM中に加速されたビームイオン集団が初めて観測された。測定された高速イオン損失のトモグラフィー逆変換により、複数の速度空間構造が明らかになった。実験的観測に基づき、ELMクラッシュ中に発生する平行電場とビームイオンとの共鳴的相互作用に基づく加速機構が提案された。主要な実験的観測は、ELMの磁場および電場摂動の存在下での高速イオンの完全軌道追跡シミュレーションによって定性的に再現できる。我々の知見は、ELM安定性およびプラズマ対向機器への過渡的熱負荷に対する高速イオンの可能的な寄与に光を当てるものである。