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Measurements of fast-ion acceleration at cyclotron harmonics using Balmer-alpha spectroscopy

W W Heidbrink, Y Luo, K H Burrell, R W Harvey, R I Pinsker, E Ruskov2007年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Combined neutral beam injection and fast wave heating at the fourth and fifth cyclotron harmonics accelerate fast ions in the DIII-D tokamak. Measurements with a nine-channel fast-ion D-alpha (FIDA) diagnostic indicate the formation of a fast-ion tail above the injection energy. Tail formation correlates with enhancement of the d–d neutron rate above the value that is expected in the absence of fast-wave acceleration. FIDA spatial profiles and fast-ion pressure profiles inferred from the equilibrium both indicate that the acceleration is near the magnetic axis for a centrally located resonance layer. The enhancement is largest 8–10 cm beyond the radius where the wave frequency equals the cyclotron harmonic, probably due to a combination of Doppler-shift and orbital effects. The fast-ion distribution function calculated by the CQL3D Fokker–Planck code is fairly consistent with the data.

日本語訳

中性粒子ビーム入射と第4および第5サイクロトロン高調波での高速波加熱を組み合わせることにより、DIII-Dトカマクにおいて高速イオンが加速される。9チャンネルの高速イオンDアルファ(FIDA)診断による測定は、入射エネルギーを超える高速イオンのテールの形成を示している。テールの形成は、高速波加速がない場合に予想される値よりも高いd–d中性子生成率の増加と相関している。FIDAの空間プロファイルと平衡から推定される高速イオンの圧力プロファイルは、どちらも加速が中心に位置する共鳴層の磁気軸近傍で生じていることを示している。増加は、波の周波数がサイクロトロン高調波に等しい半径から8〜10 cm外側で最大となり、これはおそらくドップラーシフトと軌道効果の組み合わせによるものである。CQL3Dフォッカー・プランクコードによって計算された高速イオンの分布関数は、データとかなりよく一致している。

装置

diii-d低精度(概要文一致)

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Fusion Advanced Studies TorusEnergetic ionIon acceleration
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