The linear stability analysis of resistive ballooning modes in Large Helical Device plasmas has been carried out by numerical simulation based on the kinetic magnetohydrodynamic (MHD) model where thermal ions are simulated with the drift-kinetic model. Due to the curvature drift and the gradient B drift, the orbit of trapped ions not only deviates from the magnetic surface but also has the precession motion in the poloidal and toroidal directions. Even when the trapped ions remain well inside the radial profile of the MHD mode, the response of the trapped ions is weakened when the precession drift frequency of the trapped ions with respect to the mode phase is close to or larger than the linear growth rate of the instability. This results in the suppression of the ion perpendicular pressure perturbation to the magnetic field leading to the reduction of the linear growth rate.
大型ヘリカル装置プラズマにおける抵抗性バルーニングモードの線形安定性解析を、熱イオンをドリフト運動論モデルでシミュレートする運動論的磁気流体力学(MHD)モデルに基づく数値シミュレーションにより実施した。曲率ドリフトと勾配Bドリフトにより、捕捉イオンの軌道は磁気面からずれるだけでなく、ポロイダル方向およびトロイダル方向への歳差運動も有する。捕捉イオンがMHDモードの径方向プロファイルの内部に十分留まっている場合でも、モード位相に対する捕捉イオンの歳差ドリフト周波数が不安定性の線形成長率に近いかそれ以上であると、捕捉イオンの応答は弱められる。この結果、磁場に対するイオンの垂直圧力摂動が抑制され、線形成長率の低減をもたらす。