Energetic particles produced by neutral beams are observed to excite energetic-particle-driven geodesic acoustic modes in tokamaks. We study the effects of anisotropy of distribution function of the energetic particles on the excitation of such instabilities with ORB5, a gyrokinetic particle-in-cell code. Numerical results are shown for linear electrostatic simulations with ORB5. The growth rate is found to be sensitively dependent on the phase-space shape of the distribution function. The behavior of the instability is qualitatively compared to the theoretical analysis of dispersion relations. Realistic neutral beam energetic particle anisotropic distributions are obtained from the heating solver RABBIT and are introduced into ORB5 as input distribution function. Results show a dependence of the growth rate on the injection angle. A qualitative comparison between the numerical results and experimental measurements is presented. An explanation for the differences is advanced.
中性ビームによって生成された高エネルギー粒子が、トカマクにおいて高エネルギー粒子駆動型測地線音響モードを励起することが観測されている。我々は、ジャイロ運動論的粒子セルコードであるORB5を用いて、高エネルギー粒子の分布関数の異方性がこのような不安定性の励起に及ぼす影響を研究する。線形静電シミュレーションの数値結果をORB5により示す。成長率は、分布関数の位相空間形状に鋭敏に依存することが見出された。この不安定性の挙動は、分散関係の理論解析と定性的に比較される。現実的な中性ビーム高エネルギー粒子の異方性分布は、加熱ソルバーRABBITから取得され、入力分布関数としてORB5に導入される。結果は、成長率が入射角に依存することを示す。数値結果と実験測定値との間の定性的比較が提示される。その差異に対する説明が提唱される。