Using the linear gyrokinetic code LIGKA, we study the structure of the continuous spectra of shear Alfvén waves (SAW) and ion sound waves (ISW) in a high-beta JT-60U tokamak plasma and look for evidence of Alfvén acoustic couplings or mode conversion. Here, is the complex local eigenfrequency, ρ is a radial coordinate, and we consider waves with low toroidal mode number . We focus on the frequency range between the beta-induced and toroidicity-induced Alfvén frequency gaps. The real frequencies of the gyrokinetic ISW continua are remarkably similar to MHD results. The kinetic damping rates are of order for , and reduce to when the temperature ratio is raised to . It is shown that SAW and ISW continua can be simultaneously excited with an antenna and that the global response of the ISWs is significantly enhanced when the on-axis beta value is raised from to 3.6% while keeping . In contrast, when the ion temperature is increased such that , ISW branches become undetectable in spite of higher . At the same time, a large part of the SAW continuum is locally destabilized by ion temperature gradients and a set of discrete global modes was found, some of which are weakly damped or unstable and interpreted as kinetic beta-induced Alfvén eigenmodes. It is estimated that the kinetic damping of such low-n Alfvénic modes contributes much more to the anomalous bulk ion heating than the excitation of nearby ISW continua, so that Alfvén acoustic couplings in the frequency band are irrelevant within the scope of the model used.
線形ジャイロ運動論コードLIGKAを用いて、高ベータJT-60Uトカマクプラズマにおけるシア・アルフヴェン波(SAW)とイオン音波(ISW)の連続スペクトルの構造を研究し、アルフヴェン音響結合またはモード変換の証拠を探る。ここで、 は複素局所固有周波数、ρは動径座標であり、低トロイダルモード数 の波を考える。ベータ誘起とトロイダリシティ誘起のアルフヴェン周波数ギャップの間の周波数範囲 に焦点を当てる。ジャイロ運動論的ISW連続スペクトルの実周波数 はMHDの結果と著しく類似している。運動論的減衰率は の場合に のオーダーであり、温度比を に上昇させると に減少する。SAWとISWの連続スペクトルがアンテナで同時に励起可能であり、 を保ったまま軸上ベータ値を から3.6%に上昇させるとISWの大域的応答が著しく増強されることが示される。対照的に、 となるようにイオン温度を上昇させると、より高い にもかかわらずISW分岐は検出不能になる。同時に、SAW連続スペクトルの大部分はイオン温度勾配によって局所的に不安定化され、一連の離散的な大域的モードが見つかった。その一部は弱く減衰するか不安定であり、運動論的ベータ誘起アルフヴェン固有モードと解釈される。このような低nアルフヴェニックモードの運動論的減衰は、近傍のISW連続スペクトルの励起よりも異常バルクイオン加熱にはるかに大きく寄与すると推定され、したがって周波数帯 におけるアルフヴェン音響結合は、使用したモデルの範囲では無関係である。