Ion cyclotron emission (ICE) observed during deuterium and deuterium-tritium experiments in TFTR can be driven by both fusion products and injected beam ions. The emission driven by fusion products is a result of the excitation of the fast magnetoacoustic wave through toroidicity affected cyclotron resonance, the magnetoacoustic cyclotron instability. For beam driven ICE, the excitation mechanism, outlined by R.O. Dendy et al. (Phys. Plasmas 1 (1994) 3407) for the cylindrical case, is generalized by including the curvature and ∇B drift in the local resonance condition. The phase velocity of the destabilized, predominantly electrostatic, wave is typically an order of magnitude smaller than the Alfvén velocity. For both fusion and beam driven ICE, it is found that the instability growth rate is greatly increased as compared with the cylindrical case and reaches its maximum for nearly perpendicular propagation. The results of the numerical and analytical stability analysis are consistent with the experimental observations and provide an explanation for the simultaneous excitation of sequential multiple cyclotron harmonics of the fast ions, the sublinear correlation of the growth rate with the fast ion density and the stabilizing effect of the increasing fast ion velocity spread.
TFTRにおける重水素および重水素-三重水素実験中に観測されたイオンサイクロトロン放射(ICE)は、核融合生成物と入射ビームイオンの両方によって駆動され得る。核融合生成物によって駆動される放射は、トロイダル性の影響を受けたサイクロトロン共鳴、すなわち磁気音響サイクロトロン不安定性を通じた高速磁気音響波の励起の結果である。ビーム駆動ICEについては、R.O. Dendyら(Phys. Plasmas 1 (1994) 3407)によって円筒の場合について概説された励起機構が、局所共鳴条件に曲率ドリフトと∇Bドリフトを含めることによって一般化される。不安定化される、主として静電的な波の位相速度は、典型的にはアルフヴェン速度より一桁小さい。核融合生成物駆動およびビーム駆動の両方のICEについて、不安定性の成長率は円筒の場合と比較して大幅に増大し、ほぼ垂直伝播において最大に達することが見出された。数値的および解析的安定性解析の結果は実験的観測と一致し、高速イオンの逐次的な多重サイクロトロン高調波の同時励起、高速イオン密度に対する成長率のサブリニアな相関、および高速イオン速度分布の広がりの増大による安定化効果の説明を与える。