Fast ions synergy induced by ion-cyclotron range of frequency (ICRF) and neutral beam injection (NBI) are of interest not only because of their advantage of heating the plasma and drive currents, but also because of their disadvantage of damaging plasma surface components and driving MHD instabilities. In this paper, we calculate the fast ion loss and the deposition distribution of the lost particles on the limiters in EAST under the synergistic effect of the ripple field and collisions with the full-orbit-following simulation program ISSDE for the first time. The previous models to study the NBI fast ion loss by the action of ICRF are relatively simple and consider fewer influencing factors. Most studies on fast ion loss have used toroidal uniform boundaries. In this work, we consider the distribution of ICRF-NBI synergy induced fast ions with different minority H concentrations. After setting the limiter boundary, we consider the prompt fast ion loss caused by the equilibrium field and the fast ion loss caused by the ripple field and collision. Under the action of minority-ion ion-cyclotron resonant heating, the NBI fast ion distribution function has spread in the high-energy part, especially for the minority H concentration of 1%, and the fast ions show each anisotropic distribution near the resonance band on the poloidal dimension. The synergistic loss caused by the ripple field and collision will first be greater than the loss caused by either factor, and then reach a final loss fraction of 3.8%. The heat load power density of the lost fast ions on different limiters is not uniform, as well as on each limiter, which is related to the distance from the limiter to the plasma, the relative position between the limiters and the parallel direction of most fast ions. Once the study of ICRF-NBI synergy induced fast ion loss caused by the action of ripple and collision has been done, we can do optimization in a targeted manner. Such as adding ferromagnetic inserts to reduce the ripple loss and optimizing the limiters' position to reduce or control the generation of impurities.
ICRFとNBIによって誘起される高速イオンの相乗効果は、プラズマの加熱と電流駆動における利点だけでなく、プラズマ表面構成部品の損傷やMHD不安定性の駆動といった欠点のためにも関心が持たれている。本論文では、フルオービット追跡シミュレーシォン・プ口グラムISSDEを用いて、リップル場と衝突の相乗効果の下でのEASTにおける高速イオンの損失と、リミッタ上への損失粒子的堆積分布を初めて計算する。ICRFの作用によるNBI高速イオン損失を研究する従来のモデルは比較的単純であり、考慮される影響因子的少ない。高速イオン損失に関するほとんどの研究は、トロイダル方向に一様な境界を用いてきた。本研究では、異なる少数派H濃度を持つICRF-NBI相乗効果によって誘起される高速イオンの分布を考慮する。リミッタ境界を設定した後、平衡場によって引き起こされる即発高速イオン損失と、リップル場および衝突によって引き起こされる高速イオン損失を考慮する。少数派イオンのイオンサイクロトロン共鳴加熱の作用下で、NBI高速イオン分布関数は高エネルギ一部分に広がりを持ち、特に少数派H濃度が1%の場合に顕著であり、高速イオンはポロイダル方向の共鳴帯近傍で各々異方性分布を示す。リップル場と衝突によって引き起こされる相乗損失は、まずどちらか一方の因子による損失よりも大きくなり、その後最終的な損失割合3.8%に達する。失われた高速イオンの異なるリミッタ上での熱負荷パワー密度は一様ではなく、各リミッタ上でも一様ではない。これは、リミッタからプラズマまでの距離、リミッタ間の相対位置、およびほとんどの高速イオンの平行方向とに関係している。リップルと衝突の作用によるICRF-NBI相乗効果誘起高速イオン損失の研究が完了すれば、的を絞った最適化を行うことができる。例えば、強磁性インサートを追加してリップル損失を低減し、リミッタの位置を最適化して不純物の生成を低減または制御することなどである。