Comprehensive understanding of energetic-ion-driven global instabilities such as Alfvén eigenmodes (AEs) and their impact on energetic ions and bulk plasma is crucially important for tokamak and stellarator/helical plasmas and in the future for deuterium–tritium (DT) burning plasma experiments. Various types of global modes and their associated enhanced energetic ion transport are commonly observed in toroidal plasmas. Toroidicity-induced AEs and ellipticity-induced AEs, whose gaps are generated through poloidal mode coupling, are observed in both tokamak and stellarator/helical plasmas. Global AEs and reversed shear AEs, where toroidal couplings are not as dominant were also observed in those plasmas. Helicity induced AEs that exist only in 3D plasmas are observed in the large helical device (LHD) and Wendelstein 7 Advanced Stellarator plasmas. In addition, the geodesic acoustic mode that comes from plasma compressibility is destabilized by energetic ions in both tokamak and LHD plasmas. Nonlinear interaction of these modes and their influence on the confinement of the bulk plasma as well as energetic ions are observed in both plasmas.In this paper, the similarities and differences in these instabilities and their consequences for tokamak and stellarator/helical plasmas are summarized through comparison with the data sets obtained in LHD. In particular, this paper focuses on the differences caused by the rotational transform profile and the 2D or 3D geometrical structure of the plasma equilibrium. Important issues left for future study are listed.
高エネルギー粒子駆動型の大域的不安定性、例えばアルヴェン固有モード（AE）と、それらが高エネルギー粒子およびバルクプラズマに及ぼす影響の包括的理解は、トカマクおよびステラレーター／ヘリカルプラズマにとって、また将来的には重水素－トリチウム（DT）燃焼プラズマ実験にとって極めて重要である。様々なタイプの大域的モードと、それらに伴う高エネルギー粒子輸送の増大は、トーラス状プラズマにおいて一般的に観測される。ポロイダルモード結合を通じてギャップが生成されるトロイダリティ誘起AEおよび楕円度誘起AEは、トカマクとステラレーター／ヘリカルプラズマの両方で観測される。トロイダル結合がそれほど支配的ではない大域的AEおよび逆シアーAEも、これらのプラズマで観測されている。3次元プラズマにのみ存在するヘリシティ誘起AEは、大型ヘリカル装置（LHD）およびヴェンデルシュタイン7先進ステラレータープラズマで観測される。さらに、プラズマ圧縮性に起因する測地線音響モードは、トカマクとLHDプラズマの両方において高エネルギー粒子によって不安定化される。これらのモードの非線形相互作用と、それらがバルクプラズマおよび高エネルギー粒子の閉じ込めに及ぼす影響は、両方のプラズマで観測されている。本論文では、これらの不安定性の類似点と相違点、およびそれらがトカマクとステラレーター／ヘリカルプラズマに及ぼす結果について、LHDで得られたデータセットとの比較を通じて要約する。特に、回転変換プロファイルとプラズマ平衡の2次元または3次元幾何学構造によって引き起こされる相違点に焦点を当てる。今後の研究における重要な課題を列挙する。