This work presents the results of a multi-mode iter study on toroidal Alfvén eigenmodes (TAEs), using the nonlinear hybrid Hagis-Ligka model. It is found that main conclusions from earlier studies of Asdex Upgrade discharges can be transferred to the iter scenario: global, nonlinear effects are crucial for the evolution of the multi-mode scenario. This work focuses on the iter 15 MA baseline scenario with a safety factor at the magnetic axis of q0 = 0.986. The least damped eigenmodes of the system are identified with the gyrokinetic, non-perturbative Ligka solver, concerning the mode structure, frequency and damping. Taking into account all weakly damped modes that can be identified linearly, nonlinear simulations with Hagis reveal strong multi-mode behaviour: while in some parameter ranges, quasilinear estimates turn out to be reasonable approximations for the nonlinearly relaxed energetic particle (EP) profile, under certain conditions low-n TAE branches can be excited. As a consequence, not only grow amplitudes of all modes to (up to orders of magnitude) higher values compared to the single mode cases but also, strong redistribution is triggered in the outer radial area between and 0.85, far above quasilinear estimates.
本稿では、非線形ハイブリッドHagis-Ligkaモデルを用いた、トロイダル・アルフヴェン固有モード（TAE）に関するマルチモード反復計算の結果を提示する。先行研究におけるASDEX Upgrade放電から得られた主要な結論は、ITERシナリオにも適用可能であることが見出された。すなわち、マルチモードシナリオの進展には、大域的かつ非線形的な効果が決定的に重要である。本稿は、磁気軸における安全係数がq0 = 0.986であるITER 15 MAベースラインシナリオに焦点を当てる。ジャイロ運動論的・非摂動的Ligkaソルバーを用いて、モード構造、周波数、減衰率の観点から、系の最も減衰の小さい固有モードを同定する。線形的に同定可能な全ての弱減衰モードを考慮した上で、Hagisによる非線形シミュレーションは、顕著なマルチモード挙動を明らかにする。すなわち、特定のパラメータ領域では、準線形的推定が非線形的に緩和された高エネルギー粒子（EP）分布の合理的な近似となる一方、特定の条件下では、低次のTAE分岐が励起され得る。その結果、単一モードの場合と比較して、全モードの振幅が（最大で数桁）増大するだけでなく、動径方向0.85までの外側領域において、強い粒子再分布が誘発される。これは準線形的推定値をはるかに上回るものである。