In the Large Helical Device (LHD), energetic ion driven Alfvén eigenmodes (AEs) and their impact on energetic ion transport have been studied. The magnetic configuration of the LHD is three-dimensional and has negative magnetic shear over a whole plasma radius in the low beta regime. These features introduce the characteristic structures of the shear Alfvén spectrum. In particular, a core-localized type of toroidicity-induced AE (TAE) is most likely because the TAE gap frequency rapidly increases towards the plasma edge. Moreover, helicity-induced AEs (HAEs) can be generated through a toroidal mode coupling as well as poloidal one in the three-dimensional configuration. The following experimental results have been obtained in LHD plasmas heated by tangential neutral beam injection: (1) observation of core-localized TAEs having odd as well as even parity, (2) eigenmode transition of the core-localized TAE to global AEs (GAEs), which phenomenon is very similar to that in a reversed shear tokamak, (3) observation of HAEs of which the frequency is about eight times higher than the TAE gap frequency, (4) enhanced radial transport/loss of energetic ions caused by bursting TAEs in a relatively high beta regime, and (5) seed formation of internal transport barriers induced by TAE-induced energetic ion transport. These results will be important and interesting information for AE physics in toroidal plasmas.
大型ヘリカル装置（LHD）において、高エネルギーイオン駆動アルヴェン固有モード（AE）と、それらが高エネルギーイオン輸送に及ぼす影響について研究が行われてきた。LHDの磁気配位は3次元であり、低ベータ領域においてプラズマ半径全体にわたって負の磁気シアを有する。これらの特徴は、せん断アルヴェン連続スペクトルの特性構造を生み出す。特に、コア局在型のトロイダリシティ誘起AE（TAE）が最も起こりやすいのは、TAEギャップ周波数がプラズマ端に向かって急速に増加するためである。さらに、ヘリシティ誘起AE（HAE）は、3次元磁気配位におけるトロイダルモード結合およびポロイダルモード結合の両方を介して励起され得る。接線方向中性粒子ビーム入射により加熱されたLHDプラズマにおいて、以下の実験結果が得られている：（1）奇数パリティおよび偶数パリティの両方を有するコア局在TAEの観測、（2）コア局在TAEから大域的AE（GAE）への固有モード遷移。この現象は反転磁気シアを有するトカマクにおける現象と非常に類似している、（3）TAEギャップ周波数の約8倍の周波数を有するHAEの観測、（4）比較的高ベータ領域におけるバースティング状TAEによって引き起こされる高エネルギーイオンの動径方向輸送・損失の増大、および（5）TAE誘起高エネルギーイオン輸送によって引き起こされる内部輸送障壁のシード形成。これらの結果は、トロイダルプラズマにおけるAE物理学にとって重要かつ有益な情報となるであろう。