Alfvén eigenmodes (AE) activity is observed in the EAST high βN and low BT discharge 93910, operation scenario dedicated to explore the ITER baseline scenario. AEs are triggered after the plasma is contaminated by Tungsten that causes an abrupt variation of the thermal plasma and energetic particles (EPs) profiles. The aim of the present study is to analyze the AE stability in the 93910 discharge using the gyro-fluid code FAR3d, identifying the AE stability trends by comparing the plasma before and after the Tungsten contamination. Tungsten contamination causes the destabilization of Toroidal AEs (TAE) and Energetic particle modes (EPMs) in the same frequency range and radial location with respect to the experimental observation and M3D-K/GTAW code results. Next, a set of parametric studies are performed to analyze the effect of the thermal plasma and EP parameters on the AE stability. The analysis indicates a lower EP β threshold for the AEs destabilization if the EP energy increases, an improved AE stability of on-axis NBI configurations due to the stronger continuum damping in the inner plasma region as well as a large enhancement of the EP drive as the thermal ion density increases due to a higher ratio of the EP and Alfven velocities. Consequently, the simulations indicate the increment of the thermal ion density after the Tungsten contamination could be the main cause of the AE/EPM destabilization.
アルヴェーン固有モード(AE)活動は、ITERベースラインシナリオの探索に特化した運転シナリオであるEASTの高βN・低BT放電93910において観測される。AEは、プラズマがタングステンに汚染された後に引き起こされ、それにより熱プラズマおよび高エネルギー粒子(EP)のプロファイルが急激に変化する。本研究の目的は、ジャイロ流体コードFAR3dを用いて93910放電におけるAE安定性を解析し、タングステン汚染前後のプラズマを比較することによりAE安定性の傾向を特定することである。タングステン汚染は、実験観測およびM3D-K/GTAWコードの結果と同じ周波数範囲および径方向位置において、トロイダルAE(TAE)および高エネルギー粒子モード(EPM)の不安定化を引き起こす。次に、熱プラズマおよびEPパラメータがAE安定性に及ぼす影響を解析するため、一連のパラメータ研究を実施した。解析により、EPエネルギーが増加するとAE不安定化に対するEP β閾値が低下し、軸上NBI配位では内部プラズマ領域におけるより強い連続減衰によりAE安定性が向上し、さらに熱イオン密度が増加するとEP速度とアルヴェーン速度の比が高くなるためEP駆動が大きく増強されることが示された。結果として、シミュレーションは、タングステン汚染後の熱イオン密度の増加がAE/EPM不安定化の主な原因である可能性を示している。