Dedicated experiments to generate energetic D ions and fusion-born alpha particles were performed at the Joint European Torus (JET) with the ITER-like wall (ILW). Using the 3-ion radio frequency (RF) heating scenario, deuterium ions from neutral beam injection (NBI) were accelerated in the core of mixed plasmas to higher energies with ion cyclotron resonance frequency (ICRF) waves, in turn leading to a core-localized source of alpha particles. The fast-ion distribution of RF-accelerated D-NBI ions was controlled by varying the ICRF and NBI power ( 4–6 MW, 3–20 MW), resulting in rather high D-D neutron (≈ 1 × 1016 s−1) and alpha rates (≈ 2 × 1016 s−1) at moderate input heating power. Theory and TRANSP analysis shows that large populations of co-passing MeV-range D ions were generated using the 3-ion ICRF scenario. This important result is corroborated by several experimental observations, in particular gamma-ray measurements. The developed experimental scenario at JET provides unique conditions for probing several aspects of future burning plasmas, such as the contribution from MeV range ions to global confinement, but without introducing tritium. Dominant fast-ion core electron heating with and a rich variety of fast-ion driven Alfvén eigenmodes (AEs) were observed in these plasmas. The observed AE activities do not have a detrimental effect on the thermal confinement and, in some cases, may be driven by the fusion born alpha particles. A strong continuous increase in neutron rate was observed during long-period sawteeth (1 s), accompanied by the observation of reversed shear AEs, which implies that a non monotonic q profile was systematically developed in these plasmas, sustained by the large fast-ion populations generated by the 3-ion ICRF scenario.
核融合実験において、高エネルギーDイオンと核融合生成アルファ粒子を生成するための専用実験が、ITERライク壁（ILW）を備えたJET（共同欧州トーラス）で実施された。3イオンICRF（イオンサイクロトロン周波数帯）加熱シナリオを用いることで、NBI（中性粒子ビーム入射）による重水素イオンが、混合プラズマの中心部においてICRF波によって高エネルギーまで加速され、その結果、プラズマ中心部に局在したアルファ粒子源が形成された。RF加速されたD-NBIイオンの高速イオン分布は、ICRF出力（4〜6 MW）とNBI出力（3〜20 MW）を変化させることによって制御され、その結果、中程度の入力加熱出力において、かなり高いD-D中性子生成率（約1×10¹⁶ s⁻¹）およびアルファ粒子生成率（約2×10¹⁶ s⁻¹）が達成された。理論解析およびTRANSP解析により、3イオンICRFシナリオを用いることで、共通過（co-passing）軌道を有するMeV級の高エネルギーDイオンの大きな集団が生成されたことが示された。この重要な結果は、いくつかの実験的観測、特にガンマ線測定によって裏付けられている。JETで開発されたこの実験シナリオは、トリチウムを導入することなく、MeV級イオンの閉じ込め全体への寄与など、将来の燃焼プラズマの諸側面を探求するための独自の条件を提供する。これらのプラズマでは、高速イオンによる電子の中心部加熱が支配的であり、また、高速イオン駆動のアルヴェン固有モード（AE）の多様な種類が観測された。観測されたAE活動は熱閉じ込めに悪影響を及ぼすものではなく、場合によっては核融合生成アルファ粒子によって駆動された可能性がある。長時間の鋸歯状振動（1秒）期間中には、中性子生成率の強い連続的増加が観測され、それに伴って反転シアーAEの観測もなされた。これは、これらのプラズマにおいて非単調なq分布が系統的に発達し、3イオンICRFシナリオによって生成された大きな高速イオン集団によって維持されたことを示唆している。