Sawtooth mixing of fast ions is considered in ITER for plasma parameters close to the inductive 15 MA scenario. New mixing formula is presented for a drift trajectory averaged distribution function (DF) of fast passing and trapped ions. This formula generalizes Kadomtsev's model for the case of non-circular magnetic surfaces, arbitrary aspect ratio, and significant deviations of charged particle drift trajectories from the magnetic flux surfaces, and can be applicable to a wide class of instabilities. Generalized formulae are implemented in the Fokker–Planck package three-dimensional (FPP-3D) code. FPP-3D is applied for calculation of the fast alpha-particle (He4), deuterium (D), and tritium (T) DFs. Simulations take into account D and T nuclear elastic scattering (NES or knock-on) by fast He4. Changes in the radial profile of He4 power deposition to the thermal plasma in the presence of plasma mixing are estimated.An effective tool for fast ion studies in ITER will be a system of neutral particle analyzers (NPA) since it allows direct measurements of the fast hydrogen ions' DF inside the plasma. The main NPA goal on ITER is to measure the D/T fuel isotope ratio in the plasma core with the use of D and T atom spectra in the MeV range. The spectra and their sensitivity to sawtooth mixing are calculated. It was found that ITER NPA allows us to detect those oscillations. Simulations show the possibility of determining the D/T ratio with NPA regardless of whether sawtooth oscillations exist.
ITERにおける高速イオンの鋸歯状混合を、誘導シナリオのプラズマパラメータに近い条件で考察する。高速イオンおよび捕捉イオンのドリフト軌道分布関数に対する新しい混合公式を提示する。この公式は、非円形磁気面、任意のアスペクト比、および荷電粒子のドリフト軌道の磁気面からの有意なずれの場合に対してカドムツェフモデルを一般化し、広範な不安定性に適用可能である。一般化された公式は、フォッカー・プランクコードFPP-3Dに実装される。FPP-3Dを適用して、高速アルファ粒子（He4）、重水素（D）、およびトリチウム（T）の分布関数を計算する。シミュレーションでは、高速He4による重水素およびトリチウムの核弾性散乱（ノックオン）を考慮する。プラズマ混合の存在下での熱プラズマへのHe4パワー堆積の動径プロファイルの変化を評価する。ITERにおける高速イオン研究のための有効なツールとして、プラズマ内部の高速水素イオンの分布関数を直接測定できる中性粒子分析器（NPA）システムがある。ITERにおけるNPAの主な目的は、MeV領域の重水素およびトリチウム原子スペクトルを用いて、プラズマコアの燃料同位体比（D/T比）を測定することである。スペクトルとその鋸歯状混合に対する感度を計算した。ITERのNPAはこれらの振動を検出できることが判明した。シミュレーションにより、鋸歯状振動の有無にかかわらず、NPAを用いてD/T比を決定できる可能性が示された。