The influence of energetic particles (EPs) on the ideal internal kink mode, in rotating tokamak plasmas, is numerically investigated by simultaneously solving MHD-kinetic hybrid equations together with a toroidal momentum balance equation utilizing the MARS-Q code (Liu et al 2013 Phys. Plasmas20 042503). The neoclassical toroidal viscous (NTV) torque, induced by precessional drift resonances of trapped energetic particles, acts as the momentum sink term to damp the plasma flow. Quasi-linear initial value simulations show local reduction of the flow amplitude and enhancement of the flow shear near the q = 1 rational surface (q is the safety factor) due to EP induced NTV. Both effects in turn destabilize the internal kink mode. These numerical findings are robust against the initial linear stability of internal kink, the initial plasma flow profile, as well as the equilibrium distribution model for EPs.
高エネルギー粒子(EP)が内部キンクモードに及ぼす影響は、回転トカマクプラズマにおいて、MHD-運動論的ハイブリッド方程式とトロイダル運動量バランス方程式をMARS-Qコード(Liuら 2013 Phys. Plasmas 20 042503)を用いて同時に解くことにより、数値的に調査された。捕捉高エネルギー粒子の歳差運動ドリフト共鳴によって誘起される新古典トロイダル粘性(NTV)トルクは、プラズマ流を減衰させる運動量シンクとして作用する。準線形初期値シミュレーションは、q = 1有理面(qは安全係数)近傍での流れの振幅の低減と流れのシアの増強を示す。これはEP誘起NTVによるものである。これらの効果は、内部キンクモードを不安定化させる。これらの数値的知見は、内部キンクモードの初期線形成長率、初期プラズマ流分布、ならびにEPの平衡分布モデルの選択に対して頑健である。