We present a procedure to examine energetic particle phase-space during long range frequency chirping phenomena in tokamak plasmas. To apply the proposed method, we have performed self-consistent simulations using the MEGA code and analyzed the simulation data. We demonstrate a traveling wave in phase-space and that there exist specific slices of phase-space on which the resonant particles lie throughout the wave evolution. For non-linear evolution of an n = 6 toroidicity-induced Alfvén eigenmode (TAE), our results reveal the formation of coherent phase-space structures (holes/clumps) after coarse-graining of the distribution function. These structures cause a convective transport in phase-space which implies a radial drift of the resonant particles. We also demonstrate that the rate of frequency chirping increases with the TAE damping rate. Our observations of the TAE behavior and the corresponding phase-space dynamics are consistent with the Berk–Breizman theory.
我々は、トカマクプラズマにおける広範囲の周波数チャーピング現象の間の高エネルギー粒子の位相空間を調べる手順を提示する。提案手法を適用するために、MEGAコードを用いた自己無撞着シミュレーションを実施し、シミュレーションデータを解析した。我々は、位相空間における進行波と、波動の進化全体を通じて共鳴粒子が存在する特定の位相空間スライスが存在することを実証する。n = 6 のトロイダル性誘起アルヴェン固有モード(TAE)の非線形進化について、我々の結果は、分布関数の粗視化後にコヒーレントな位相空間構造(ホール/クランプ)が形成されることを明らかにする。これらの構造は位相空間における対流輸送を引き起こし、それは共鳴粒子の径方向ドリフトを意味する。また、周波数チャーピングの速度がTAEの減衰率とともに増加することを実証する。TAEの挙動と対応する位相空間ダイナミクスに関する我々の観測は、Berk–Breizman理論と整合している。