The efficiency of neutral beam heating and current drive depends crucially on the deposition of the energy and momentum of the beam in the plasma. This deposition is determined by the atomic processes involved in the stopping (or effective ionization) of the neutral beam atoms. These processes have been studied in detail for the energy range from 10 keV/u to 10 MeV/u. The processes considered include both the ground state and the excited state of the beam atoms, thus allowing for the multistep ionization of the beam in collisions with the plasma constituents and impurities. The effective beam stopping cross-section has been calculated for a wide variety of beam and plasma parameters. The atomic database necessary for these calculations has been documented using the best data available at present. The stopping cross-section data are also given in terms of a convenient analytic fit, which can be used either in computer calculations or for simpler analytic estimates of neutral beam penetration.
中性粒子ビーム加熱と電流駆動の効率は、プラズマ中でのビームのエネルギーと運動量の付与に決定的に依存する。この付与は、中性粒子ビーム原子の停止(または実効電離)に関与する原子過程によって決定される。これらの過程は、10 keV/uから10 MeV/uのエネルギー範囲について詳細に研究されてきた。考慮した過程には、ビーム原子の基底状態と励起状態の両方が含まれ、これによりプラズマ構成粒子および不純物との衝突におけるビームの多段階電離を考慮することができる。実効ビーム阻止断面積は、多種多様なビームおよびプラズマパラメータに対して計算されてきた。これらの計算に必要な原子データベースは、現在利用可能な最良のデータを用いて文書化されている。阻止断面積データはまた、コンピュータ計算または中性粒子ビームの侵入のより単純な解析的評価のいずれに使用できる便利な解析的フィッティングの形でも提供される。