A general expression for the growth rate of Alfvén instabilities driven by circulating and semi-trapped energetic ions in stellarators is derived, which generalizes that obtained in a recent work (Kolesnichenko Ya.I. et al 2004 Phys. Plasmas11 158) by taking into account the finite orbit width of the energetic ions. It is found that the finite orbits typically reduce the growth rate, but in some cases they enhance instabilities, leading to additional resonances. The developed theory is applied to a particular shot (shot #34723) in Wendelstein 7-AS, where Alfvénic activity had a bursting character, being strongest at the end of each burst. Although the presented analysis of this shot is not complete, it is sufficient to conclude that the finite orbit width triggers a weak instability at the initial stage of each instability burst, but it weakens a strong instability at the burst end. The latter effect makes the perturbative approach used in the paper applicable. An analysis of destabilized Alfvén eigenmodes in W7-AS precedes the stability analysis. In addition, an invariant of the particle motion in the stellarator field is derived, and the mode structure in weak-shear systems is determined.
恒星状磁場配位における循環型および半閉じ込め型高エネルギーイオンによって駆動されるアルフヴェン不安定性の成長率に対する一般式を導出した。これは、高エネルギーイオンの有限軌道幅を考慮することにより、最近の研究（Kolesnichenko Ya.I. et al 2004 Phys. Plasmas11 158）で得られた結果を一般化したものである。有限軌道は典型的には成長率を減少させるが、場合によっては不安定性を増強し、追加の共鳴を引き起こすことが見出された。発展させた理論を、Wendelstein 7-ASにおける特定のショット（ショット#34723）に適用した。そこではアルフヴェン活動がバースト的性質を持ち、各バーストの終わりに最も強くなっていた。このショットの提示した解析は完全ではないものの、有限軌道幅が各不安定性バーストの初期段階で弱い不安定性を引き起こす一方で、バースト終了時の強い不安定性を弱めるという結論を導くには十分である。後者の効果により、本論文で用いた摂動的アプローチが適用可能となる。W7-ASにおける不安定化されたアルフヴェン固有モードの解析は、安定性解析に先立って行われる。さらに、恒星状磁場配位における粒子運動の不変量を導出し、弱いシアを持つ系におけるモード構造を決定した。