The tight aspect ratios (typically A≈1.4) and low magnetic field of spherical tokamak (ST) plasmas, when combined with densities approaching the Greenwald limit, provide a significant challenge for all currently available auxiliary heating and current drive schemes. NBI heating and current drive are difficult to interpret in sub-megampere machines, as in order to achieve suitable penetration into the plasma core, fast ions have to be highly suprathermal and, as a result of the low magnetic field, can be non-adiabatic (i.e. non-conserving of magnetic moment µ0). The physics of NBI heating in START is discussed. The neutral beam injector deployed on START was clearly successful, having been instrumental in producing a world record tokamak toroidal beta of ≈40%. A fast ion Monte Carlo code (LOCUST) is described that was developed to model non-adiabatic fast ion topologies together with a high level of charge exchange loss and cross-field transport (present in START due to an envelope of high density gas surrounding the plasma). Model predictions compare well with experimental data, collected using a scanning neutral particle analyser, bolometric instruments and equilibrium reconstruction using EFIT. In particular, beta calculations based upon reconstruction of the pressure profile (by combining measurements from Thomson scattering, charge exchange recombination spectroscopy and model predictions for the fast ion distribution function) agree well with beta values calculated using EFIT alone (the routine method for calculation of START beta). These results thus provide increased confidence in the ability of STs to sustain high beta high confinement H mode plasmas and in addition indicate that the injected fast ions in collisional START plasmas evolve mainly due to collisional and charge exchange processes, without driving any significant performance degrading fast particle MHD activity.
球状トカマク（ST）プラズマの高いアスペクト比（典型的にはA≈1.4）と低い磁場は、グリーンワルド密度限界に近づく密度と組み合わさると、現在利用可能なすべての補助加熱および電流駆動方式にとって大きな課題となる。サブメガアンペア級の装置では、NBI加熱および電流駆動の解釈は困難である。なぜなら、プラズマ中心部への適切な侵入を達成するためには、高速イオンが高度に非熱的である必要があり、その結果、低磁場では非断熱的（すなわち磁気モーメントµ0を保存しない）となり得るからである。STARTにおけるNBI加熱の物理について考察する。STARTに設置された中性粒子ビーム入射装置は明らかに成功を収め、トカマクのトロイダルベータ値の世界記録である約40%の達成に貢献した。非断熱的高速イオン位相空間分布と、プラズマを囲む高密度ガスエンベロープによる高い荷電交換損失および横断輸送をモデル化するために開発された高速イオンモンテカルロコード（LOCUST）について説明する。モデル予測は、走査型中性粒子分析装置、ボロメータ計測、およびEFITを用いた平衡再構成によって収集された実験データとよく一致する。特に、トムソン散乱計測、荷電交換再結合分光法、および高速イオン分布関数のモデル予測を組み合わせた圧力分布の再構成に基づくベータ値の計算は、EFITのみを用いて計算されたベータ値（STARTのベータ値計算の標準手法）とよく一致する。これらの結果は、STが高ベータ・高閉じ込めHモードプラズマを維持する能力に対する信頼性を高めるとともに、STARTの衝突性プラズマ中で入射された高速イオンが主に衝突および荷電交換過程によって進化し、性能を劣化させるような有意な高速粒子MHD活動を駆動しないことを示している。