A resistive interchange mode of the structure (, : poloidal and toroidal mode numbers, respectively) with a bursting character and rapid frequency chirping in the range less than 10 kHz is observed for the first time in the edge region of the net current-free, low beta LHD (Large Helical Device) plasmas during high power injection of perpendicular neutral beams. The mode resonates with the precession motion of helically trapped energetic ions (EPs), following the resonant condition. The radial mode structure is recognized to be similar to that of the pressure-driven resistive interchange mode, of which radial displacement eigenfunction quite localizes around the mode rational surface, and evolves into an odd-type (or island-type) during the late of frequency chirping phase. This beam driven mode is excited when the beta value of helically trapped EPs exceeds a certain threshold. This instability is thought to be a new branch of resistive interchange mode destabilized by the trapped energetic ions. The radial transport, i.e. redistribution and losses, of helically trapped energetic ions induced by the mode transiently generates significant radial electric field near the plasma peripheral region. The large shear of thus generated radial electric field is thought to contribute to the observed suppression of micro-turbulence and transient increases of the temperature of fully ionized carbon impurity ions and electron density, suggesting improvement of bulk plasma confinement.
正味電流なしの低ベータLHD(大型ヘリカル装置)プラズマの周辺領域において、垂直中性粒子ビームの高パワー入射中に、バースト的性質と10 kHz未満の範囲での急速な周波数チャープを有する の 構造(, :それぞれポロイダルおよびトロイダルモード数)の抵抗性交換モードが初めて観測された。このモードは、共鳴条件に従って、ヘリカル閉じ込め高エネルギーイオン(EP)の歳差運動と共鳴する。径方向モード構造は、圧力駆動抵抗性交換モードのそれと類似していることが認識され、その径方向変位固有関数はモード有理面の周囲に極めて局在し、周波数チャープ位相の後期に奇数型(または島型)へと発展する。このビーム駆動モードは、ヘリカル閉じ込めEPのベータ値がある閾値を超えると励起される。この不安定性は、閉じ込め高エネルギーイオンによって不安定化される抵抗性交換モードの新しい分枝であると考えられる。モードによって誘起されるヘリカル閉じ込め高エネルギーイオンの径方向輸送、すなわち再分布と損失は、プラズマ周辺領域の近傍に過渡的に大きな径方向電場を生成する。このように生成された径方向電場の大きなシアは、観測された微視的乱流の抑制と、完全電離炭素不純物イオンの温度および電子密度の過渡的な増加に寄与していると考えられ、バルクプラズマ閉じ込めの改善を示唆している。