Using the averaged magnetic drift model and a first-order finite Larmor radius expansion, the eigenvalue equation for the ion temperature gradient (ITG) mode in tokamak plasmas is reduced to a Schrödinger-type differential equation. By invoking generalized translational invariance, the model is extended to reversed magnetic shear (RMS) configurations and benchmarked against global gyrokinetic simulations from GTC, showing good quantitative agreement. The analysis reveals a characteristic double-well potential unique to RMS profiles, which gives rise to the degeneracy between the lowest-order even and first-order odd eigenmodes when the two potential wells are sufficiently separated radially. The ITG instability is also found to resonate with the magnetic drift frequency, and its maximum growth occurs when the two rational surfaces are slightly separated. These results provide new physical insight into ITG mode behavior under RMS and offer a compact, accurate theoretical framework that bridges simplified analytic models and global simulations.
平均化された磁気ドリフト模型と一次の有限ラーマー半径展開を用いて、トカマクプラズマ中のイオン温度勾配(ITG)モードに対する固有値方程式は、シュレーディンガー型微分方程式に帰着される。一般化された並進不変性を仮定することにより、この模型は逆磁気シア(RMS)配位に拡張され、GTCによる大域的ジャイロ運動論シミュレーションとベンチマークされ、良好な定量的一致を示す。解析により、RMSプロファイルに特有の特性二重井戸ポテンシャルが明らかになり、二つのポテンシャル井戸が径方向に十分に分離されているとき、最低次の偶数固有モードと一次の奇数固有モードの間の縮退を引き起こす。また、ITG不安定性は磁気ドリフト周波数と共鳴することが見出され、その最大成長は二つの有理面がわずかに分離されたときに生じる。これらの結果は、RMS下でのITGモード挙動に関する新しい物理的洞察を提供し、簡約化された解析モデルと大域的シミュレーションを橋渡しする、コンパクトで正確な理論的枠組みを提供する。