Fusion-product thermalization and heating are calculated on the assumption of collisional slowing-down. The present analytical model describes fast-ion orbits and their distribution function in realistic, high-beta, non-circular tokamak equilibria. The Fokker-Planck equation is bounce-averaged over the large banana-width orbits after the variables have been transformed to the constants-of-motion space. First-orbit losses, trapping effects, and slowing-down drifts are fully treated. By solving a 3-D (+ time) partial differential equation, it is possible to obtain an invariant of the slowing-down process, μ/E = (magnetic moment)/energy = constant, and explicit expressions for the slowing-down drifts. Large banana-width effects give rise to a net co-going alpha-particle current. The large banana-width orbits smear the energy deposition over large regions of the plasma. This causes the in-situ heating rates to be 20–25% above theflux-surface-averagedrates on axis but enhances the edge heating ⪆ 10-fold over in-situ deposition. While this result implies reduced alpha 'ash' accumulation on axis, the reduced heating rate makes start-up and maintenance of ignition more difficult.
核融合生成物の熱化と加熱は、衝突性の減速を仮定して計算される。本解析モデルは、現実的で高ベータの非円形トカマク平衡における高速イオン軌道とその分布関数を記述する。フォッカー・プランク方程式は、変数を運動定数空間に変換した後、大きなバナナ幅軌道にわたってバウンス平均される。第一軌道損失、捕捉効果、および減速ドリフトが完全に扱われる。3次元(+時間)偏微分方程式を解くことにより、減速過程の不変量 μ/E = (磁気モーメント)/エネルギー = 定数 と、減速ドリフトの明示的な式を得ることができる。大きなバナナ幅効果は、正味の共進行アルファ粒子電流を生じさせる。大きなバナナ幅軌道は、エネルギー堆積をプラズマの広い領域にわたって広げる。これにより、その場(in-situ)加熱率は軸上では磁束面平均値より20–25%高くなるが、周辺部加熱はその場堆積の⪆10倍に増強される。この結果は軸上でのアルファ「灰」の蓄積減少を示唆する一方、加熱率の低下により点火の開始と維持がより困難になる。