The effects of three-dimensional (3D) magnetic perturbations (MPs) and finite beta (β, i.e., the ratio of plasma kinetic pressure to magnetic pressure) on the instability of collisionless trapped electron mode (CTEM) have been studied. Based on the local 3D equilibrium model, we have derived general expressions for longitudinal invariant and the corresponding precession drift frequency of trapped electrons, which include the synergetic effects of MPs and finite β. It is found that 3D effects can either stabilize or destabilize CTEM instability by analytically solving the linear dispersion relation of CTEM. These effects depend on the poloidal and toroidal mode numbers as well as the phase of 3D MPs. Specially, for the destabilizing phase of MPs, the stabilizing effect of finite β on CTEM can be even reversed when the displacement of magnetic flux surface exceeds a critical value. Moreover, the synergetic effects of 3D MPs with stabilizing phase and finite β can further reduce the required absolute value of negative magnetic shear to completely stabilize CTEM instability. This indicates that 3D MPs might be used as an actuator for lowing the level of anomalous electron heat transport, and thus facilitate the formation of electron internal transport barrier (eITB).
三次元磁気摂動(3D MP)と有限ベータ(β、すなわちプラズマ運動圧と磁気圧の比)が、無衝突捕捉電子モード(CTEM)の不安定性に及ぼす影響を研究した。局所3D平衡モデルに基づき、3D MPと有限βの相乗効果を含む、捕捉電子の縦不変量と対応する歳差周波数の一般式を導出した。CTEMの線形分散関係を解析的に解くことにより、3D効果がCTEM不安定性を安定化または不安定化のいずれにも作用し得ることが見出された。これらの効果は、ポロイダルおよびトロイダルモード数と3D MPの位相に依存する。特に、不安定化位相のMPに対しては、磁気面の変位が臨界値を超えると、有限βによるCTEMの安定化効果が反転し得る。さらに、安定化位相の3D MPと有限βの相乗効果は、CTEMを完全に安定化するために必要な負の磁気シアの絶対値をさらに低減できる。このことは、3D MPが異常電子熱輸送の低減のためのアクチュエータとして利用可能であり、電子内部輸送障壁(eITB)の形成を促進し得ることを示唆している。