In the course of the Preliminary Tritium Experiment in JET, where combined deuterium and tritium neutral beam injection generated a DT fusion power of 1.7 MW, ion cyclotron emission (ICE) was measured in the frequency range v ⩽ 180 MHz. The ICE spectra contain superthermal, narrow, equally spaced emission lines, which correspond to successive cyclotron harmonics of deuterons or alpha particles at the outer midplane, close to tile last closed flux surface at major radius R approximately 4.0 m. Above about 100 MHz the lines merge into a relatively intense continuum. The ICE signal fluctuates rapidly in time, and is extinguished whenever a large amplitude edge localized mode (ELM) occurs. In pure deuterium and mixed DT discharges ICE spectra are similar in form, but on changing from pure D to mixed D+T neutral beam injection at constant power, the intensity of the ICE rises in proportion to the increased neutron flux: this indicates that fusion alpha particles-and not beam ions-provide the free energy to generate ICE. The JET ICE database, which now extends over a range of six decades in signal intensity, shows that the time averaged ICE power increases almost linearly with total neutron flux. The rise and fall of the neutron flux during a single discharge is closely followed by that of the ICE signal, which is delayed by a time of the order of the fusion product slowing down time. This feature is well modelled by a TRANSP code simulation of the density of deeply trapped fusion products reaching the plasma edge. Calculations reveal a class of fusion products, born in the core, which make orbital excursions of sufficient size to reach the outer midplane edge. There, the velocity distribution has a ring structure, which is found to be linearly unstable to relaxation to obliquely propagating waves on the fast Alfven-ion Bernstein branch at all ion cyclotron harmonics. The paper shows how ICE provides a unique diagnostic for fusion alpha particles
JETにおける予備トリチウム実験の過程で、重水素とトリチウムの複合中性粒子ビーム入射により1.7 MWのDT核融合出力が生成された際、イオンサイクロトロン放射(ICE)がv ⩽ 180 MHzの周波数範囲で測定された。ICEスペクトルには、超熱的で狭く等間隔な輝線が含まれており、これらは外側中平面において、大半径R約4.0 mの最終閉磁気面近くでの重水素またはアルファ粒子の連続するサイクロトロン高調波に対応する。約100 MHzを超えると、これらの輝線は比較的強い連続スペクトルに融合する。ICE信号は時間的に急速に変動し、大振幅の周辺局在モード(ELM)が発生するたびに消滅する。純重水素および混合DT放電ではICEスペクトルは同様の形状を示すが、一定出力で純Dから混合D+T中性粒子ビーム入射に切り替えると、ICEの強度は中性子束の増加に比例して上昇する。これは、ICEを生成する自由エネルギーを提供するのがビームイオンではなく核融合アルファ粒子であることを示している。現在、信号強度の6桁にわたる範囲をカバーするJET ICEデータベースは、時間平均ICEパワーが全中性子束とほぼ線形に増加することを示している。単一放電中の中性子束の上昇と下降はICE信号のそれと密接に追従し、ICE信号は核融合生成物の減速時間の程度の時間だけ遅延する。この特徴は、プラズマ端に到達する深く捕捉された核融合生成物の密度のTRANSPコードシミュレーションによってよく再現される。計算により、コアで生成された核融合生成物の一種が、外側中平面端に到達するのに十分な大きさの軌道偏移を行うことが明らかになる。そこでは、速度分布はリング構造を持ち、これは全イオンサイクロトロン高調波において高速アルフベン-イオンバーンスタイン分枝上の斜め伝播波への緩和に対して線形不安定であることが見出される。本論文は、ICEが核融合アルファ粒子のための独自の診断法を提供することを示す。