The transport of beam-generated fast ions has been investigated experimentally at the ASDEX Upgrade tokamak in the presence of sawtooth crashes. After sawtooth crashes, phase space resolved fast-ion D-alpha measurements show a significant reduction of the central fast-ion density—more than 50%—together with an increase at larger radii. The corresponding loss of fast particles, detected by a fast-ion loss detector outside the plasma, is marginal during the crash phase, which proves that the sawteeth internally redistribute fast ions. This is also well reproduced by modelling results in which the fast-ion redistribution is assumed to be in line with the sawtooth-induced change of the magnetic field topology. The simulation, however, underestimates the total amount of redistributed fast ions which can be explained by additional drift effects. In the time intervals between the crashes, a neoclassical fast-ion behaviour is observed. Radial profiles and measured decay rates of the redistributed fast ions show that any anomalous fast-ion diffusion in between sawtooth crashes is well below 0.5 m2 s−1.
ビーム生成高速イオンの輸送が、ASDEX Upgradeトカマクにおいて、鋸歯状波クラッシュの存在下で実験的に調査された。鋸歯状波クラッシュの後、位相空間分解された高速イオンD-alpha測定により、中心部の高速イオン密度が50%以上有意に減少し、それとともに大きい半径での増加が示された。プラズマ外部の高速イオン損失検出器で検出された対応する高速粒子の損失は、クラッシュ位相中はわずかであり、これは鋸歯状波が高速イオンを内部で再分布させることを証明している。これはまた、高速イオンの再分布が鋸歯状波誘起の磁場トポロジー変化と一致すると仮定したモデリング結果によってもよく再現される。しかしながら、シミュレーションは再分布した高速イオンの総量を過小評価しており、これは追加のドリフト効果によって説明できる。クラッシュ間の時間間隔では、新古典的な高速イオン挙動が観測される。再分布した高速イオンの動径プロファイルと測定された減衰率は、鋸歯状波クラッシュ間の異常な高速イオン拡散が0.5 m2 s−1をはるかに下回ることを示している。