The fast ion dynamics and the associated loss channels under resonant magnetic perturbation (RMP) fields are investigated numerically with newly upgraded Monte-Carlo code ORBIT-RF. Special attention is paid to the effect of low-n () perturbations on the confinement of energetic trapped ions in an equilibrium from EAST experiments. Here, n donates the toroidal mode number. It is found that the dominant loss mechanism under n = 2 RMP is essentially different from that under n = 1 RMP. For n = 2 RMP, the enhanced losses are mainly due to the single resonance with . Here, and are, respectively, the precession and bounce frequencies. For n = 1 RMP, the losses are mainly due to orbital stochasticity near the trapped-passing boundary, which is mainly promoted by the nonlinear resonances. It is found that the loss fraction has a sine-like dependence on the phase difference between the upper and lower coil currents under both n = 1 and n = 2 RMPs, which suggests the possibility of active control of fast ion profile by designing the spectrum. The loss rate under n = 2 RMP shows a linear dependence on the perturbation amplitude, while the loss rate under n = 1 RMP shows a quadratic dependence. The results here highlight the importance of nonlinear resonances in fast ion confinement under RMP, in addition to that of linear resonances frequently emphasized before.
高速イオン動力学と、共鳴磁場摂動（RMP）場の下での関連する損失チャネルを、新たにアップグレードされたモンテカルロコードORBIT-RFを用いて数値的に調査した。特に、EAST実験からの平衡における高エネルギー捕捉イオンの閉じ込めに対する低次n（）摂動の効果に注意が払われる。ここで、nはトロイダルモード数を表す。n = 2 RMPの下での支配的な損失メカニズムは、n = 1 RMPの下でのそれとは本質的に異なることが見出された。n = 2 RMPの場合、増強された損失は主に（）との単一共鳴による。ここで、 と はそれぞれ歳差周波数とバウンス周波数である。n = 1 RMPの場合、損失は主に捕捉-通過境界近傍の軌道確率性によるものであり、これは主に非線形共鳴によって促進される。損失割合は、n = 1およびn = 2 RMPの両方の下で、上部と下部のコイル電流間の位相差に対して正弦波状の依存性を持つことが見出され、これはスペクトルを設計することによる高速イオンプロファイルの能動制御の可能性を示唆している。n = 2 RMPの下での損失率は摂動振幅に対して線形依存性を示す一方、n = 1 RMPの下での損失率は二次依存性を示す。ここでの結果は、これまで頻繁に強調されてきた線形共鳴に加えて、RMP下での高速イオン閉じ込めにおける非線形共鳴の重要性を強調するものである。