Core ion cyclotron emission (ICE) signals have recently been observed in beam-heated plasmas on several tokamaks. In this manuscript we present experimental evidence in support of core ICE being generated by the magnetoacoustic cyclotron instability (MCI), itself driven by the velocity-space inversion of sub-Alfvénic beam-injected ions. The observed core ICE amplitude evolution in beam-heated plasmas is consistent with the MCI and is a result of competition between the beam ion fraction build-up (which increases the instability growth rate) and the slowing down of the dominant beam ion velocity component (which stabilizes the MCI). The oblique propagation angle is constrained to lie in the range 75–78°, where the lower bound is governed by the fast wave reabsorption losses on plasma electrons and bulk ions and the upper bound is governed by the experimentally observed ICE amplitude growth time. Although the oblique MCI is a local theory and does not provide information on the radial mode localization, the calculated instability growth rates are broadly consistent with the observed dynamics of the core ICE amplitude on the ASDEX Upgrade tokamak.
最近、いくつかのトカマクにおけるビーム加熱プラズマにおいて、コアイオンサイクロトロン放射(ICE)シグナルが観測されている。本稿では、サブ・アルフヴェン速度のビーム入射イオンの速度空間反転によって駆動される磁気音響サイクロトロン不安定性(MCI)によってコアICEが生成されることを支持する実験的証拠を提示する。ビーム加熱プラズマで観測されたコアICE振幅の時間発展はMCIと整合的であり、ビームイオン割合の増加(不安定性成長率を増大させる)と、支配的なビームイオン速度成分の減速(MCIを安定化させる)との間の競合の結果である。斜め伝播角は75〜78°の範囲に制約され、下限はプラズマ電子とバルクイオンにおける高速波の再吸収損失によって決定され、上限は実験的に観測されたICE振幅の成長時間によって決定される。斜めMCIは局所理論であり、動径方向のモード局在に関する情報は得られないが、計算された不安定性成長率はASDEX UpgradeトカマクにおけるコアICE振幅の観測されたダイナミクスと概ね一致する。