Operation in the quiescent regime with abundant trapped energetic electrons (EEs) has been achieved during the current flattop in EAST low-density Ohmic plasmas. This was facilitated by increasing the electron density to a specified level and subsequently reducing it slowly, resulting in the accumulation of a sufficient number of trapped EEs within the energy range of 150–250 keV. During the phase of decreasing electron density, toroidal Alfvén eigenmodes (TAEs) were observed to be excited by these EEs, with frequencies falling within the range of about 100–300 kHz. The experimental parameters were carefully set to satisfy the resonance conditions for TAE excitation by EEs, aligning well with predictions from ideal MHD theory. Statistical analysis indicated different density dependencies between the frequencies of TAEs and the Alfvén frequencies, due to their different radial excitation positions. The radial positions of the TAEs were found to be influenced by the energy distribution and the evolution of trapped EEs, which in turn were affected by the decay rate of electron density and loop voltage. Measurements of Hard x-rays confirmed an energy distribution characterized by a 'bump-on-tail' shape, with the TAEs observed near the energy bump. Theoretical considerations also demonstrate the possibility that the e-TAE can be driven unstable under this experiment condition even if the mode does not rotate in the electron-diamagnetic drift direction.
EAST低密度オーミックプラズマにおける電流フラットトップ中に、豊富な捕捉高エネルギー電子(EEs)を伴う静穏領域での運転が達成された。これは、電子密度を所定のレベルまで増加させ、その後ゆっくりと減少させることにより促進され、その結果、150–250 keVのエネルギー範囲内に十分な数の捕捉EEsが蓄積された。電子密度の減少過程の間、トロイダル・アルフヴェン固有モード(TAEs)がこれらのEEsによって励起されることが観測され、その周波数は約100–300 kHzの範囲にあった。実験パラメータは、EEsによるTAE励起の共鳴条件を満たすように慎重に設定され、理想MHD理論による予測とよく一致した。統計解析は、TAEsの周波数とアルフヴェン周波数の間に異なる密度依存性を示したが、これはそれらの異なる半径方向励起位置によるものである。TAEsの半径方向位置は、エネルギー分布と捕捉EEsの時間発展に影響を受けることが見出され、これらはさらに電子密度の減衰率とループ電圧によって影響を受けた。硬X線の測定により、エネルギー分布が「バンプ・オン・テール」形状を特徴とすることが確認され、TAEsはエネルギーバンプの近くで観測された。理論的考察はまた、モードが電子反磁性ドリフト方向に回転しない場合でも、この実験条件下でe-TAEが不安定化され得る可能性を示している。