The China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR) is the next device in the Chinese roadmap for the realization of fusion energy, and is currently in the design phase. In this work, the stability of alpha particle-driven Alfvén eigenmodes (AEs) is investigated using a gyrokinetic ion/fluid electron hybrid code. It is found that the toroidal mode numbers of the most unstable modes are and the linear growth rate of the mode is slightly higher than that of the and modes. The excitation threshold in central alpha particle beta of the most unstable mode is found to be about , which is substantially below the expected value of alpha particle beta () in CFETR. This result indicates that the high-n alpha particle-driven AEs are strongly unstable in CFETR, with many toroidal mode numbers simultaneously destabilized, at least for the CFETR design parameters considered in this work. Furthermore, a systematic study of parameter dependence has been carried out. It is found that the stability of AE with a single toroidal mode number is sensitive to the safety factor profile. However, the overall stability of AEs is much less sensitive to the value of when different toroidal mode numbers are considered simultaneously. It is shown that the normalized alpha particle gyro-radius and the alpha particle speed are two important parameters determining the alpha particle drive. The alpha particle drive is maximized for CFETR values of these two parameters. Finally, it is found that the alpha particle-driven AE's growth rate decreases as the thermal ion temperature/density decreases/increases at fixed plasma pressure.
中国核融合工学試験炉(CFETR)は、核融合エネルギーの実現に向けた中国のロードマップにおける次期装置であり、現在設計段階にある。本研究では、アルファ粒子駆動アルヴェン固有モード(AE)の安定性を、ジャイロ運動論的イオン/流体電子ハイブリッドコードを用いて調査した。最も不安定なモードのトロイダルモード数は であり、 モードの線形成長率は、 および モードのそれよりもわずかに高いことが分かった。最も不安定なモードの中心アルファ粒子ベータ値における励起閾値は約 であることが分かったが、これはCFETRにおけるアルファ粒子ベータ値()の予想値よりもかなり低い。この結果は、本研究で検討したCFETRの設計パラメータの少なくとも一部において、高nアルファ粒子駆動AEがCFETR内で強く不安定であり、多くのトロイダルモード数が同時に不安定化されることを示している。さらに、パラメータ依存性の系統的な研究を実施した。単一のトロイダルモード数を持つAEの安定性は、安全係数分布に敏感であることが分かった。しかしながら、異なるトロイダルモード数を同時に考慮した場合、AEの全体的な安定性は の値に対する感度がはるかに低い。規格化アルファ粒子ジャイロ半径とアルファ粒子速度が、アルファ粒子駆動を決定する2つの重要なパラメータであることが示された。アルファ粒子駆動は、これら2つのパラメータのCFETR値において最大化される。最後に、アルファ粒子駆動AEの成長率は、プラズマ圧力が一定の条件下で、熱イオン温度/密度が低下/増加するにつれて減少することが分かった。