This work reports the first comprehensive simulations of ion cyclotron resonance heating (ICRH) driven tokamak plasmas on the slowing-down timescale using the kinetic-MHD hybrid code MEGA, where shear Alfvén wave induced minority ion transport is self-consistently included during the high-energy tail formation. Bursting toroidal Alfvén eigenmodes (TAEs) are observed in both multi-n and single-n simulations of plasmas with a relatively low magnetic field () and an ion-cyclotron-range-of-frequency (ICRF) resonance layer located at the magnetic axis or on the inboard side, while outboard heating always leads to non-bursting TAEs, where is the toroidal mode number. During bursting events, a series of discrete TAEs with distinct frequencies emerges for each toroidal harmonic, with spatial overlap between adjacent modes. In contrast, in non-bursting cases, harmonics with the same toroidal mode number but centered at different radial locations form a single broad structure with nearly identical frequencies. The results further show that, in the bursting case, minority particles remain far from the radio-frequency (RF) resonance layer, whereas in the non-bursting case they stay close to it and experience strong ICRF-driven velocity-space diffusion. This indicates that ICRF-driven velocity-space diffusion can help suppress bursting TAEs and sustain higher energetic particle beta, highlighting the sensitivity of Alfvén eigenmode (AE) dynamics to the ICRF resonance location, which may be utilized for future AE control strategies.
この研究は、運動論的MHDハイブリッドコードMEGAを用いて、減速時間スケールにおけるイオンサイクロトロン共鳴加熱（ICRH）駆動トカマクプラズマの初の包括的シミュレーションを報告する。ここでは、高エネルギー尾部形成中にせん断アルフヴェン波誘起少数イオン輸送が自己無撞着に含まれる。バースト状のトロイダルアルフヴェン固有モード（TAE）は、比較的低い磁場（）と、磁気軸または内側に位置するイオンサイクロトロン周波数帯域（ICRF）共鳴層を持つプラズマのマルチnおよびシングルnシミュレーションの両方で観測される一方、外側加熱は常に非バースト状のTAEをもたらす。ここで はトロイダルモード数である。バースト事象中、各トロイダル高調波に対して、異なる周波数を持つ一連の離散的なTAEが出現し、隣接モード間に空間的重なりがある。対照的に、非バーストの場合、同じトロイダルモード数を持ちながら異なる半径位置を中心とする高調波は、ほぼ同一の周波数を持つ単一の広がった構造を形成する。結果はさらに、バーストの場合、少数粒子は無線周波数（RF）共鳴層から遠く離れたままであるのに対し、非バーストの場合、少数粒子はその近くに留まり、強力なICRF駆動の速度空間拡散を受けることを示す。これは、ICRF駆動の速度空間拡散がバースト状TAEの抑制に役立ち、より高い高エネルギー粒子ベータを維持できることを示しており、アルフヴェン固有モード（AE）ダイナミクスのICRF共鳴位置への感度を浮き彫りにする。この感度は、将来のAE制御戦略に利用される可能性がある。