The recent use of neutral beam injection (NBI) in the UKAEA small tight aspect ratio tokamak (START) has provided the first opportunity to study experimentally the physics of energetic ions in spherical tokamak (ST) plasmas. In such devices the ratio of major radius to minor radius R0/a is of order unity. Several distinct classes of NBI-driven instability have been observed at frequencies up to 1 MHz during START discharges. These observations are described, and possible interpretations are given. Equilibrium data, corresponding to times of beam-driven wave activity, are used to compute continuous shear Alfvén spectra: toroidicity and high plasma beta give rise to wide spectral gaps, extending up to frequencies of several times the Alfvén gap frequency. In each of these gaps Alfvénic instabilities could, in principle, be driven by energetic ions. Chirping modes observed at high beta in this frequency range have bandwidths comparable to or greater than the gap widths. Instability drive in START is provided by beam ion pressure gradients (as in conventional tokamaks), and also by positive gradients in beam ion velocity distributions, which arise from velocity-dependent charge exchange losses. It is shown that fishbone-like bursts observed at a few tens of kHz can be attributed to internal kink mode excitation by passing beam ions, while narrow-band emission at several hundred kHz may be due to excitation of fast Alfvén (magnetosonic) eigenmodes. In the light of our understanding of energetic particle-driven instabilities in START, the possible existence of such instabilities in larger STs is discussed.
UKAEA小型高アスペクト比トカマク（START）における中性粒子ビーム入射（NBI）の最近の使用は、球状トカマク（ST）プラズマ中の高エネルギーイオンの物理を実験的に研究する初めての機会を提供した。このような装置では、主半径と副半径の比R0/aは1程度である。START放電中に、最大1 MHzの周波数でいくつかの異なるクラスのNBI駆動不安定性が観測された。これらの観測結果を記述し、可能な解釈を与える。ビーム駆動波動活動の時点に対応する平衡データを用いて、連続シア・アルヴェン・スペクトルを計算する：トロイダル性と高いプラズマベータは、アルヴェン・ギャップ周波数の数倍に及ぶ広いスペクトルギャップを生じさせる。これらの各ギャップにおいて、アルヴェン不安定性は原理的には高エネルギーイオンによって駆動され得る。この周波数範囲で高ベータ時に観測されるチャープモードは、ギャップ幅に匹敵するかそれ以上の帯域幅を持つ。STARTにおける不安定性駆動は、（従来のトカマクと同様に）ビームイオン圧力勾配によってもたらされ、また、速度依存の電荷交換損失から生じるビームイオン速度分布の正の勾配によってももたらされる。数十kHzで観測されるフィッシュボーン様バーストは、通過ビームイオンによる内部キンクモード励起に帰属できる一方、数百kHzでの狭帯域放射は、高速アルヴェン（マグネトソニック）固有モードの励起によるものである可能性が示される。STARTにおける高エネルギー粒子駆動不安定性の理解に基づき、より大型のSTにおけるそのような不安定性の存在可能性について議論する。