A discrepancy between predicted and measured neutron rates on MAST using TRANSP/NUBEAM has previously been observed and a correction factor of about 0.6 was needed to match the two: this correction factor could not be accounted for by the experimental uncertainties in the plasma kinetic profiles nor in the NBI energy and power (Cecconello et al 2019 Nucl. Fusion59 016006). Further causes of this discrepancy are here studied by means of TRANSP/NUBEAM and ASCOT/BBNBI simulations. Different equilibria, toroidal field ripples, uncertainties on the NBI divergence value and gyro-orbit effects were studied and simulations were performed with both transport codes. It was found that the first three effects accounted for only a 5% variation in the fast ion density. On the other hand, full gyro-orbit simulations of the fast ions dynamics carried out in ASCOT/BBNBI resulted in an approximately 20% reduction of the fast ion population compared to TRANSP/NUBEAM. A detailed analysis of the fast ion distributions showed how the drop occurred regardless of the energy at pitch values ⩽−0.4. The DRESS code was then used to calculate the neutron rate at the neutron camera detector's location showing that the discrepancy is considerably reduced when the full gyro-orbit fast ion distribution is used, with now the correction factor, used to match experimental and predicted neutron rates, being around 0.9.
MASTにおけるTRANSP/NUBEAMを用いた予測中性子率と測定中性子率の間には、これまでに不一致が観察されており、両者を一致させるには約0.6の補正係数が必要であった。この補正係数は、プラズマ運動学的プロファイルやNBIのエネルギー・パワーにおける実験的不確かさだけでは説明できなかった(Cecconello et al 2019 Nucl. Fusion59 016006)。この不一致のさらなる原因を、TRANSP/NUBEAMおよびASCOT/BBNBIシミュレーションによって調査した。異なる平衡、トロイダル磁場リップル、NBIダイバージェンス値の不確かさ、ジャイロ軌道効果を調べ、両方の輸送コードでシミュレーションを実施した。最初の3つの効果は高速イオン密度のわずか5%の変動にしか寄与しないことがわかった。一方、ASCOT/BBNBIで実施した高速イオン動力学の完全ジャイロ軌道シミュレーションでは、TRANSP/NUBEAMと比較して高速イオン集団が約20%減少することがわかった。高速イオン分布の詳細な解析により、ピッチ値≤−0.4において、エネルギーに関係なくこの減少が生じることが示された。次にDRESSコードを用いて中性子カメラ検出器の位置での中性子率を計算したところ、完全なジャイロ軌道の高速イオン分布を用いると不一致が大幅に減少し、実験値と予測中性子率を一致させるための補正係数は約0.9となった。