In a tokamak-based fusion power plant, possible scenarios may include regulated sawtooth oscillations to remove thermalized helium from the core of the plasma. During a sawtooth crash, the helium ash and other impurities trapped in the core are driven by the instability to an outer region. However, in a fusion plasma, high energy ions will represent a significant population. We thus study the behaviour of these energetic particles during a sawtooth. This paper presents the modelling of the redistribution of fast ions during a sawtooth reconnection event in a tokamak plasma. Along the lines of the model for the evolution of the flux surfaces during a sawtooth collapse described in Ya.I. Kolesnichenko and Yu.V. Yakovenko 1996 Nucl. Fusion36 159, we have built a time-dependent electromagnetic model of a sawtooth reconnection. The trajectories of the ions are described by a complete gyro-orbit integration. The fast particles were evolved from specific initial parameters (given energy and uniform spread in pitch) or distributed initially according to a slowing-down distribution created by fusion reactions. Our modelling is used to understand the main equilibrium parameters driving the motions during the collapse and to determine the evolution of the distribution function of energetic ions when different geometries of reconnection are considered.
トカマク型核融合発電プラントにおいて、想定されるシナリオには、プラズマ中心部から熱化したヘリウムを除去するための規則化された鋸歯状振動が含まれる場合がある。鋸歯状崩壊の間、中心部に捕捉されたヘリウム灰やその他の不純物は、不安定性によって外部領域へと駆動される。しかしながら、核融合プラズマ中では、高エネルギーイオンが有意な集団を構成することになる。そこで我々は、鋸歯状振動中のこれらの高エネルギー粒子の挙動を研究する。本論文は、トカマクプラズマにおける鋸歯状再結合事象中の高速イオンの再分布のモデリングを提示する。Ya.I. Kolesnichenko and Yu.V. Yakovenko 1996 Nucl. Fusion36 159に記載された鋸歯状崩壊中の磁気面の時間発展モデルに沿って、我々は鋸歯状再結合の時間依存電磁モデルを構築した。イオンの軌跡は、完全なジャイロ軌道積分によって記述される。高速粒子は、特定の初期パラメータ（与えられたエネルギーとピッチの一様分布）から、または核融合反応によって生成された減速分布に従って初期分布させて発展させた。我々のモデリングは、崩壊中の運動を駆動する主要な平衡パラメータを理解し、異なる再結合形状を考慮した場合の高エネルギーイオンの分布関数の時間発展を決定するために用いられる。