An imaging neutral particle analyzer (INPA) provides energy and radially resolved measurements of the confined fast-ion population ranging from the high-field side to the edge on the midplane of the DIII-D tokamak. In recent experiments, it was used to diagnose fast-ion flow in the INPA-interrogated phase-space driven by multiple, marginally unstable Alfvén eigenmodes (AEs). The key features of this measured fast-ion flow are: (I) a fast-ion flow from qmin and the injection energy (81 keV) towards lower energies and plasma periphery.(II) A flow from the same location towards higher energies and the plasma core, (III) a phase-space 'hole' at the injected energy and plasma core and (IV) a pile-up at the plasma core at lower energies (∼60 keV). Ad hoc energetic particle diffusivity modelling of TRANSP significantly deviates from the observation. Comparably, a reduced modelling, i.e. a combination of NOVA-K and ASCOT5 code with the measured mode structure and amplitude, generally reproduce some key features of the observed phase-space flow, but largely failed to interpret fast ion depletion near the plasma axis. At last, self-consistent, first-principle multi-phase hybrid simulations that include realistic neutral beam injection and collisions are able to reproduce most features of the time-resolved phase-space flow. During consecutive hybrid phases, an RSAE consistent with the experiment grows and saturates, redistributing the injected fast ions. The resulting synthetic INPA images are in good agreement with the measurement near the injection energy. The simulations track the fast-ion redistribution within the INPA range, confirming that the measured fast-ion flow follows streamlines defined by the intersection of phase-space surfaces of constant magnetic moment μ and constant E' = nE + ωPϕ, where n and ω are the instability toroidal mode number and frequency, and E and Pϕ the ion energy and toroidal canonical momentum. Nonperturbative effects are required to reproduce the depletion of fast ions near the magnetic axis at the injection energy.
イメージング中性粒子分析器（INPA）は、DIII-Dトカマクの赤道面において、高磁場側から端部に至る閉じ込め高速イオン集団のエネルギーおよび動径方向に分解された測定を提供する。最近の実験では、この装置を用いて、複数のわずかに不安定なアルヴェン固有モード（AE）によって駆動される位相空間内の高速イオン流を診断した。測定された高速イオン流の主な特徴は以下の通りである：（I）qminおよび入射エネルギー（81 keV）から、より低エネルギーかつプラズマ周辺部への流れ。（II）同じ位置から、より高エネルギーかつプラズマ中心部への流れ。（III）入射エネルギーにおけるプラズマ中心部の位相空間上の「ホール」。（IV）より低エネルギー（約60 keV）におけるプラズマ中心部でのパイルアップ。TRANSPを用いた経験的な高速イオン拡散係数モデリングは、観測結果から著しく乖離する。一方、NOVA-KとASCOT5コードを組み合わせ、測定されたモード構造と振幅を用いた簡約モデリングは、観測された位相空間流のいくつかの主要な特徴を再現するものの、磁気軸近傍における高速イオン減少を十分に説明することはできなかった。最後に、現実的な中性粒子ビーム入射と衝突を考慮した自己無撞着な第一原理的マルチフェーズハイブリッドシミュレーションは、時間分解された位相空間流のほとんどの特徴を再現することに成功した。連続するハイブリッドフェーズにおいて、実験と一致するRSAEが成長・飽和し、入射高速イオンを再分布させる。得られた合成INPA画像は、入射エネルギー付近の測定値と良好な一致を示す。シミュレーションはINPAの測定範囲内での高速イオン再分布を追跡し、測定された高速イオン流が、一定磁気モーメントμおよび一定のE' = nE + ωPφ（ここでnとωはそれぞれ不安定モードのトロイダルモード数と周波数、EとPφはそれぞれイオンエネルギーとトロイダル正準運動量）の位相空間曲面の交線によって定義される流線に沿っていることを確認した。入射エネルギーにおける磁気軸近傍の高速イオン減少を再現するには、非摂動効果の考慮が必要である。