Reflectometry measurements of compressional (CAE) and global (GAE) Alfvén eigenmodes are analyzed to obtain the amplitude and spatial structure of the density perturbations associated with the modes. A novel analysis technique developed for this purpose is presented. The analysis also naturally yields the amplitude and spatial structure of the density contour radial displacement, which is found to be 2–4 times larger than the value estimated directly from the reflectometer measurements using the much simpler 'mirror approximation'. The modes were driven by beam ions in a high power (6 MW) neutral beam heated H-mode discharge (#141398) in the National Spherical Torus Experiment. The results of the analysis are used to assess the contribution of the modes to core energy transport and ion heating. The total displacement amplitude of the modes, which is shown to be larger than previously estimated (Crocker et al 2013 Nucl. Fusion53 43017), is compared to the predicted threshold (Gorelenkov et al 2010 Nucl. Fusion50 84012) for the anomalously high heat diffusion inferred from transport modeling in similar NSTX discharges. The results of the analysis also have strong implications for the energy transport via coupling of CAEs to kinetic Alfvén waves seen in simulations with the Hybrid MHD code (Belova et al 2015 Phys. Rev. Lett. 115 15001). Finally, the amplitudes of the observed CAEs fall well below the threshold for causing significant ion heating by stochastic velocity space diffusion (Gates et al 2001 Phys. Rev. Lett. 87 205003).
圧縮性(CAE)およびグローバル(GAE)アルヴェーン固有モードの反射計測を解析し、これらのモードに関連する密度摂動の振幅と空間構造を求めた。この目的のために開発された新しい解析手法を提示する。この解析はまた、密度等高線の径方向変位の振幅と空間構造も自然に導出し、これは、より単純な「ミラー近似」を用いて反射計測から直接推定された値の2〜4倍大きいことが判明した。これらのモードは、国立球状トーラス実験装置における高出力(6 MW)中性粒子ビーム加熱Hモード放電(#141398)においてビームイオンによって駆動された。解析結果は、コアエネルギー輸送およびイオン加熱に対するこれらのモードの寄与を評価するために用いられる。これらのモードの全変位振幅は、以前の推定値(Crocker et al 2013 Nucl. Fusion53 43017)よりも大きいことが示され、類似のNSTX放電における輸送モデリングから推測される異常に高い熱拡散に対する予測閾値(Gorelenkov et al 2010 Nucl. Fusion50 84012)と比較される。解析結果はまた、ハイブリッドMHDコード(Belova et al 2015 Phys. Rev. Lett. 115 15001)を用いたシミュレーションで見られるCAEと運動論的アルヴェーン波の結合を介したエネルギー輸送に強い示唆を与える。最後に、観測されたCAEの振幅は、確率的速度空間拡散による有意なイオン加熱を引き起こす閾値(Gates et al 2001 Phys. Rev. Lett. 87 205003)を十分に下回る。