Быстрые ионы – это один из основных источников нагрева плазмы. Они могут рождаться в плазме токамака как продукты термоядерной реакции или при дополнительном нагреве плазмы. При нейтральной инжекции быстрые ионы появляются в результате ионизации инжектируемого пучка атомов высокой энергии. Для увеличения эффективности нагрева важно обеспечить хорошее удержание быстрых ионов, что требует учета возможных каналов их потерь и влияния на них различных процессов в плазме. В Главе 1 рассмотрены каналы потерь быстрых ионов и методы экспериментального исследования этих потерь. Один из таких методов основан на применении детектора потерь быстрых частиц (FILD). Разработка детектора потерь быстрых ионов для токамака ТУМАН-3М позволит выявить механизмы, ведущие к потерям быстрых ионов, и, возможно, уменьшить их влияние. Цель данной работы исследовать потери быстрых ионов. В качестве основной задачи выступает разработка конструкции детектора потерь. Главная методика – решение уравнения движения частицы в магнитных полях токамака. В Главе 2 описана разработка этой диагностики. В результате работы были рассчитаны параметры и разработан эскиз конструкции детектора, пригодного для использования в экспериментальных условиях токамака ТУМАН-3М, а также описан метод регистрации неудерживаемых ионов. В дальнейшем на основе расчетов планируется изготовить детектор и установить на токамак ТУМАН-3М. После получения и обработки первых результатов будет рассмотрен вопрос об установке более сложной конструкции на основе сцинтиллятора для получения разрешенных по времени и параметрам быстрых ионов результатов.

Fast ions are one of the main sources of plasma heating. They can be born in the tokamak plasma as products of a thermonuclear reaction or upon additional heating. In the case of neutral injection, fast ions appear as a result of ionization of the injected beam of high-energy atoms. To increase the heating efficiency, it is important to ensure good confinement of fast ions, which requires considering the possible channels of their losses and the effect of various processes in the plasma on them. In Chapter 1, the channels of fast ion losses and methods of experimental investigation of these losses are considered. One of these methods is based on the fast ion loss detector (FILD). The development of a fast ion loss detector for the TUMAN-3M tokamak will make it possible to reveal the mechanisms leading to fast ion losses and, possibly, to reduce their influence. The purpose of this work is to investigate the fast ions losses. The main task is to develop the design of the loss detector. The main technique is to solve the equation of motion of a particle in the magnetic fields of a tokamak. Chapter 2 describes the development of this diagnostic. As a result of the work, the parameters were calculated and a preliminary design of a detector suitable for use in the experimental conditions of the TUMAN-3M tokamak was developed, and a method for recording unretained ions was described. In the future, based on calculations, it is planned to manufacture a detector and install it on the TUMAN-3M tokamak. After receiving and processing the first results, the question of installing a more complex structure based on a scintillator to obtain results resolved in time and parameters of fast ions will be considered.