The stability of high torodial mode number (n) beta-induced Alfvén eigenmodes excited by precessional resonance of magnetically trapped energetic electrons in low magnetic-shear tokamak plasma is investigated. The dispersion relation of the energetic-electron beta-induced Alfvén eigenmodes (e-BAE) is derived and solved analytically and numerically. It is found that the contribution of the trapped energetic electrons to the e-BAE dispersion relation is limited to the ideal MHD structure of the BAE. Numerical results show that, for typical equilibrium parameters, the e-BAE can be destabilized by the energetic electrons, and the mode frequency is consistent with the experimental observation. Varying the background plasma parameters can lead to transitions between e-BAEs and energetic particle modes. Moreover, the dependence of the e-BAE frequencies and growth rates on energetic electron parameters shows that the growth rates monotonically increase(decrease) with the energetic electron density(the normalized energetic electron density scale length), and the frequencies are not much affected. The frequency and growth rate are sensitive to the energetic electron temperature, and there exists a maximum growth rate.
低磁気シアトカマクプラズマにおいて、磁気的に捕捉された高エネルギー電子の歳差運動共鳴によって励起される高トロイダルモード数(n)ベータ誘起アルフヴェン固有モードの安定性を調べた。高エネルギー電子ベータ誘起アルフヴェン固有モード(e-BAE)の分散関係を導出し、解析的および数値的に解いた。捕捉高エネルギー電子のe-BAE分散関係への寄与は、BAEの理想MHD構造に限定されることが分かった。数値結果は、典型的な平衡パラメータに対して、e-BAEが高エネルギー電子によって不安定化され得ること、およびモード周波数が実験観測と一致することを示す。背景プラズマパラメータを変えると、e-BAEと高エネルギー粒子モードの間の遷移が生じ得る。さらに、e-BAEの周波数と成長率の高エネルギー電子パラメータへの依存性は、成長率が高エネルギー電子密度(規格化された高エネルギー電子密度スケール長)とともに単調に増加(減少)し、周波数はあまり影響を受けないことを示す。周波数と成長率は高エネルギー電子温度に敏感であり、最大成長率が存在する。