In this paper three-dimensional (3D) kinetic Monte Carlo orbit-following simulations are carried out with the ASCOT code to estimate the alpha particle driven current and torque profiles in ITER baseline scenarios. Several different 3D magnetic field configurations, including TF ripple, ferritic inserts, test blanket modules and edge localized mode coil perturbations, are used in these simulations. The alpha particle current is found to be less than one percent for all configurations and scenarios. In axisymmetric magnetic field configurations, the collisional and j × B torque components cancel each other, whilst in non-axisymmetric cases, the total torque is nonzero. The total alpha driven torque is found to oppose that generated by the neutral beam injection particles and to be an order of magnitude smaller. Consequently, alpha particles will not significantly contribute to the plasma current nor act as a source of plasma rotation in the ITER baseline scenarios considered.
本論文では、ASCOTコードを用いた三次元(3D)運動論的モンテカルロ軌道追跡シミュレーションを実施し、ITERベースラインシナリオにおけるアルファ粒子駆動電流およびトルク分布を評価する。これらのシミュレーションでは、TFリップル、フェライト挿入体、テストブランケットモジュール、周辺局在モードコイル摂動を含むいくつかの異なる3D磁場配位が使用される。アルファ粒子電流は、すべての配位およびシナリオにおいて1パーセント未満であることが見出された。軸対称磁場配位では、衝突トルク成分とj × Bトルク成分は互いに打ち消し合うが、非軸対称の場合には、全トルクは非零である。全アルファ粒子駆動トルクは、中性粒子ビーム入射粒子によって生成されるトルクと反対向きであり、一桁小さいことが見出された。したがって、アルファ粒子は、考慮されたITERベースラインシナリオにおいて、プラズマ電流に有意に寄与せず、プラズマ回転の源としても作用しない。