Energetic ions have the potential to drive instabilities with toroidal mode number in tokamak fusion plasmas. A necessary condition is that their distribution function is either anisotropic or exhibits a region of phase space with a positive slope in the energy direction (so-called ‘bump-on-tail’ distribution). Here an exploration of both possibilities is presented for Ion Cyclotron Range of Frequency (ICRF) accelerated energetic ions. It is found that ion cyclotron resonance layers placed on the high-field side of the magnetic axis provide the most conducive conditions for the drive of vertical modes. We also discuss to what extent sawtooth redistribution of the ICRF accelerated ions can transiently lead to distribution functions that are locally inverted in the energy direction. However, the latter effect appears to be less efficient in driving vertical modes than velocity space anisotropy for high-field-side resonances.
高エネルギーイオンは、トカマク核融合プラズマにおいて、トロイダルモード数 を伴う不安定性を駆動する可能性を持つ。必要条件は、それらの分布関数が異方性を持つか、またはエネルギー方向に正の勾配を持つ位相空間の領域を示すこと(いわゆる「バンプ・オン・テール」分布)である。ここでは、イオンサイクロトロン周波数帯域(ICRF)で加速された高エネルギーイオンについて、両方の可能性の探究が提示される。磁気軸の高磁場側に配置されたイオンサイクロトロン共鳴層が、垂直 モードの駆動に最も有利な条件を提供することが見出された。また、ICRFで加速されたイオンの鋸歯状再分布が、エネルギー方向に局所的に反転した分布関数を一時的に引き起こす程度についても議論する。しかしながら、後者の効果は、高磁場側共鳴における速度空間異方性よりも、垂直 モードを駆動する効率が低いと思われる。