Many beam related instabilities have been observed in EAST. This paper reports on detailed calculations of beam driven fishbone and sawtooth instabilities using a general fishbone dispersion relation. The ideal fluid contribution and eigenfunction were calculated with the magnetohydrodynamic code NOVA, the kinetic contribution was evaluated with sample fast ion distributions in the guiding center code ORBIT, and the general inertial term was calculated using experimental data. The sawtooth branch was stabilized both by co-beam injection and balanced injection, but the stable domain for the sawtooth and fishbone modes is wider for balanced injection. The fishbone of the precessional branch is excited by both trapped and passing particles. To widen the stable domain, we propose a modulated balanced beam heating scenario for long pulse, high beta discharges in EAST, with the single beam pulse turn on time shorter than the plasma energy confinement time and longer than the beam ion slowing down time.
EASTにおいて多くのビーム関連不安定性が観測されている。本論文では、一般化フィッシュボーン分散関係を用いたビーム駆動フィッシュボーン不安定性および鋸歯状不安定性の詳細な計算について報告する。理想流体の寄与と固有関数は磁気流体力学コードNOVAを用いて計算し、運動論的寄与はガイドセンターコードORBITにおけるサンプル高速イオン分布を用いて評価し、一般慣性項は実験データを用いて計算した。鋸歯状分岐は同方向ビーム入射とバランス入射の両方によって安定化されたが、鋸歯状モードとフィッシュボーンモードの安定領域はバランス入射の方が広い。歳差運動分岐のフィッシュボーンは捕捉粒子と通過粒子の両方によって励起される。安定領域を拡大するために、EASTにおける長パルス、高ベータ放電に対して、単一ビームパルスの立ち上がり時間がプラズマエネルギー閉じ込め時間より短く、ビームイオン減速時間より長い、変調バランスビーム加熱シナリオを提案する。