With the advent of applied 3D fields in Tokamaks and modern high performance stellarators, a need has arisen to address non-axisymmetric effects on neutral beam heating and fueling. We report on the development of a fully 3D neutral beam injection (NBI) model, BEAMS3D, which addresses this need by coupling 3D equilibria to a guiding center code capable of modeling neutral and charged particle trajectories across the separatrix and into the plasma core. Ionization, neutralization, charge-exchange, viscous slowing down, and pitch angle scattering are modeled with the ADAS atomic physics database. Elementary benchmark calculations are presented to verify the collisionless particle orbits, NBI model, frictional drag, and pitch angle scattering effects. A calculation of neutral beam heating in the NCSX device is performed, highlighting the capability of the code to handle 3D magnetic fields.
トカマクおよび現代の高性能ステラレーターにおける応用3次元磁場の出現に伴い、中性粒子ビーム加熱に対する非軸対称効果に対処する必要性が生じている。我々は、完全3次元中性粒子ビーム入射（NBI）モデルであるBEAMS3Dの開発について報告する。本モデルは、3次元平衡を、セパラトリックスを横断してプラズマコア内部へ至る中性粒子および荷電粒子の軌道をモデル化できるガイドセンターコードに結合することにより、この必要性に対処するものである。電離、中性化、荷電交換、粘性減速、およびピッチ角散乱は、ADAS原子物理データベースを用いてモデル化される。無衝突粒子軌道、NBIモデル、摩擦抗力、およびピッチ角散乱効果を検証するための基本ベンチマーク計算が提示される。さらに、NCSX装置における中性粒子ビーム加熱の計算が実行され、本コードが3次元磁場を処理する能力が強調される。