This paper presents an empirical approach towards characterizing the stability boundaries for some common energetic-ion-driven instabilities as seen on the National Spherical Torus Experiment (NSTX). Understanding the conditions for which beam-driven instabilities arise, and the extent of the resulting perturbation to the fast-ion population, is important for predicting and eventually demonstrating non-inductive current ramp-up and sustainment in NSTX-U (Menard J. et al 2012 Nucl. Fusion52 083015), as well as the performance of future fusion plasma experiments such as ITER. A database has been constructed, based on shots from the 2010 experimental campaign for which TRANSP runs were performed. Each shot was divided into 50 ms intervals and the dominant beam-driven activity was characterized, and plasma parameters were collected into a database. It is found that TAE avalanches are present for βfast/βtotal > 0.3 and quiescent plasmas only for βfast/βtotal < 0.3.
本論文は、National Spherical Torus Experiment（NSTX）で観測された、いくつかの一般的な高エネルギー粒子駆動不安定性に対する安定性境界を特徴付けるための経験的アプローチを提示する。ビーム駆動不安定性が発生する条件と、その結果生じる高速イオン集団への摂動の程度を理解することは、NSTX-U（Menard J. et al 2012 Nucl. Fusion52 083015）における非誘導電流ランプアップと維持を予測し、最終的に実証するために重要であり、またITERのような将来の核融合プラズマ実験の性能にとっても重要である。2010年の実験キャンペーンから得られたショットに基づいてデータベースが構築され、TRANSP計算が実行された。各ショットは50msの間隔に分割され、支配的なビーム駆動活動が特徴付けられ、プラズマパラメータがデータベースに収集された。βfast/βtotal > 0.3の場合にTAEなだれが存在し、βfast/βtotal < 0.3の場合にのみ静穏なプラズマが存在することが見出された。