The energetic particle slowing down model in the BEAMS3D stellarator neutral beam code is compared to analytic models and experimental data from the Wendelstein 7-X experiment (W7-X). Recently, the first neutral beam experiments were performed in W7-X, providing validation of neutral beam deposition codes (Lazerson S.A. et al 2020 Nucl. Fusion60 076020). This work builds upon that work, and follows the gyro-center orbits of the neutral-beam-generated fast ions to the plasma boundary. Slowing down times based on measurements of diamagnetic energy changes are compared to simulation data. A discharge solely heated by neutral beam injection is used to compare neoclassical heat flux estimates to neutral beam fueling, heating, and current drive. Experimental estimates of electron heat diffusivity suggest that electron turbulence is destabilized by density peaking in the discharge. Neutral beam current drive dominates over bootstrap current, resulting in a reversal of the toroidal current, as seen experimentally. Particle losses and heat flux through the equilibrium boundary are described. The effects of the magnetic configuration and plasma density on such parameters are also assessed. Benchmarking based on analytic estimates and other energetic particle codes is presented.
BEAMS3Dステラレータ中性粒子ビームコードにおける高エネルギー粒子減速モデルを、解析モデルおよびWendelstein 7-X実験（W7-X）からの実験データと比較する。最近、W7-Xにおいて最初の中性粒子ビーム実験が実施され、中性粒子ビーム堆積コードの検証が提供された（Lazerson S.A. et al 2020 Nucl. Fusion60 076020）。本研究はその研究に基づいており、中性粒子ビーム生成高速イオンのジャイロ中心軌道をプラズマ境界まで追跡する。反磁性エネルギー変化の測定に基づく減速時間をシミュレーションデータと比較する。中性粒子ビーム入射のみで加熱される放電を用いて、新古典熱流束推定値を中性粒子ビームの燃料供給、加熱、および電流駆動と比較する。電子熱拡散率の実験的推定値は、放電における密度ピーキングによって電子乱流が不安定化されることを示唆している。中性粒子ビーム電流駆動はブートストラップ電流を上回り、その結果トロイダル電流の反転が生じるが、これは実験的に観測されている。平衡境界を通る粒子損失および熱流束について説明する。磁気配位およびプラズマ密度がこれらのパラメータに及ぼす影響も評価する。解析的推定値および他の高エネルギー粒子コードに基づくベンチマーキングを示す。