A fast-ion loss detector (FILD) was installed for the first time at the mega amp spherical tokamak—upgrade (MAST-U) spherical tokamak during its upgrade in 2021. A new CMOS camera was installed in the MAST-U FILD acquisition system to provide high spatial resolution (1.1 MPx) with an acquisition frequency of up to 3.5 kHz. This camera has enabled the systematic analysis of the velocity-space of the fast-ion losses measured in MAST-U presented in this manuscript. The main parameters that determine the FILD measurement have been analysed to maximise the signal in the detector: the orbit-following code ASCOT predicts an inverse relation between the FILD signal and the probe's relative distance to the separatrix. This prediction has been validated experimentally, enabling the measurement of fast-ion losses in the flat-top phase of the discharge; furthermore, ASCOT simulations show a big impact of the edge safety factor (q95) on the toroidal deposition of the prompt losses, indicating that the signal in the MAST-U FILD can be maximised by running scenarios with . This prediction was validated experimentally by a scan in the toroidal magnetic field. The experimental resolution of the MAST-U FILD has been evaluated for a typical MAST-U scenario with 750 kA plasma current. The results show that the diagnostic resolution is in the order of 0.5 to 1 degree in pitch angle, and of 1 to 3 cm in gyroradius in current scenarios. A systematic analysis of the velocity-space of the losses shows that the measured gyroradii of the prompt losses match those of the neutral beam injector injection energies within the resolution of the diagnostic. The experimentally measured pitch angles have been compared with ASCOT simulations, and it has been found that the agreement is better for scenarios heated with the on-axis beam, since this beam enables measurements of the magnetic field pitch angle. This analysis has been applied to a discharge where type-III ELM-induced fast-ion losses were measured, showing that the ELMs result in an increase in the FILD signal, and that the losses are coming from passing orbits.
高速イオン損失検出器（FILD）は、2021年のアップグレード中にメガアンペア球状トカマク—アップグレード（MAST-U）球状トカマクに初めて設置された。新しいCMOSカメラがMAST-U FILD取得システムに設置され、最大3.5 kHzの取得周波数で高い空間分解能（1.1 MPx）を提供する。このカメラにより、本原稿で提示するMAST-Uで測定された高速イオン損失の速度空間の系統的な解析が可能になった。検出器の信号を最大化するために、FILD測定を決定する主要パラメータが解析された：軌道追跡コードASCOTは、FILD信号とプローブのセパラトリクスへの相対距離との間の逆関係を予測する。この予測は実験的に検証され、放電のフラットトップ位相での高速イオン損失の測定を可能にした。さらに、ASCOTシミュレーションは、プロンプト損失のトロイダル堆積に対するエッジ安全係数（q95）の大きな影響を示しており、MAST-U FILDの信号は、. を伴うシナリオを実行することによって最大化できることを示している。この予測は、トロイダル磁場のスキャンによって実験的に検証された。MAST-U FILDの実験分解能は、750 kAのプラズマ電流を持つ典型的なMAST-Uシナリオについて評価された。結果は、現在のシナリオにおける診断分解能が、ピッチ角で0.5〜1度、ジャイロ半径で1〜3 cmの程度であることを示している。損失の速度空間の系統的な解析は、プロンプト損失の測定されたジャイロ半径が、診断の分解能内で中性粒子ビーム入射器の入射エネルギーのものと一致することを示している。実験的に測定されたピッチ角はASCOTシミュレーションと比較され、オンアクシスビームで加熱されたシナリオでは一致がより良いことが見出された。このビームは磁場のピッチ角の測定を可能にするためである。この解析は、タイプIIIのELM誘起高速イオン損失が測定された放電に適用され、ELMがFILD信号の増加をもたらすこと、および損失が通過軌道から来ることを示した。