The interaction between energetic particles (EPs) and resistive ballooning modes (RBMs) in quasi-axisymmetric stellarator (QAS) plasmas is investigated via MHD hybrid simulations using the MEGA code for the Chinese First QAS configuration. Simulations show RBMs () are stabilized by EPs at low beta values (), which is consistent with theoretical predictions. However, as exceeds 0.8%, the RBM is suppressed and a new EP-driven reversed shear Alfvén eigenmode (RSAE)-like instability () becomes dominant, with significantly increased frequency and growth rate. A resistivity () scan at high (1.5%) reveals a transition: a mode exhibits RSAE characteristics at low , while transitioning to a resistivity-driven ballooning mode at high . This suggests the EP-driven instability observed in initial high-resistivity simulations originates from the RSAE branch but its structure is strongly modified, displaying pronounced ballooning features. This work highlights the dual role of EPs and the crucial influence of resistivity on instabilities in QAS, providing insights for high-beta operation.
高エネルギー粒子(EPs)と抵抗性バルーニングモード(RBMs)との相互作用が、中国初のQAS配位に対するMEGAコードを用いたMHDハイブリッドシミュレーションにより調査された。シミュレーションは、RBM()が低いベータ値()でEPsによって安定化されることを示しており、これは理論的予測と一致する。しかしながら、ベータ値が0.8%を超えると、RBMは抑制され、周波数と成長率が有意に増加した新しいEP駆動の逆剪断アルフヴェン固有モード(RSAE)様不安定性()が支配的になる。高いベータ値(1.5%)での抵抗率()スキャンは、遷移を明らかにする:あるモードは低い抵抗率ではRSAE特性を示す一方、高い抵抗率では抵抗率駆動バルーニングモードへ遷移する。これは、初期の高抵抗率シミュレーションで観測されたEP駆動不安定性がRSAE分枝に由来するが、その構造は強く修正され、顕著なバルーニング的特徴を示すことを示唆する。この研究は、QASにおける不安定性に対するEPsの二重の役割と抵抗率の決定的な影響を浮き彫りにし、高ベータ運転への洞察を提供する。