The effect of electron cyclotron heating (ECH) and electron cyclotron current drive (ECCD) on energetic-particle (EP)-driven magnetohydrodynamic (MHD) modes is studied in the helical devices LHD, TJ-II and Heliotron J. We demonstrate that EP-driven MHD modes, including Alfvén eigenmodes (AEs) and energetic particle modes (EPMs), can be controlled by ECH/ECCD. In the LHD device, which has a moderate rotational transform and a high magnetic shear, co-ECCD enhances toroidal AEs (TAEs) and global AEs (GAEs), while counter-ECCD stabilizes them, which improves the neutron rate compared with the co-ECCD case. Counter-ECCD decreases the core rotational transform and increases the magnetic shear, strengthening the continuum damping on the shear Alfvén continua (SAC). In the TJ-II device, which has a high rotational transform, moderate magnetic shear and low toroidal field period, helical AEs (HAEs) appear when the HAE frequency gap of the SAC is changed by counter-ECCD combined with a bootstrap current and neutral-beam-driven current. On the other hand, both co- and counter-ECCD are effective in stabilizing GAEs and EPMs in the Heliotron J device, which has a low rotational transform and low magnetic shear. The experimental results indicate that the magnetic shear has a stabilizing effect regardless of its sign. Modeling analysis using the FAR3d code shows that the growth rates are reduced by both co- and counter-ECCD in Heliotron J, reproducing the experimental results. ECH only affects EP-driven MHD modes, and the experimental results show that the effect depends on the magnetic configuration. In Heliotron J, some modes are stabilized with an increase in ECH power in the low-bumpiness magnetic configuration, while some modes are destabilized in the high- and medium-bumpiness magnetic configurations.
電子サイクロトロン加熱（ECH）および電子サイクロトロン電流駆動（ECCD）が、高エネルギー粒子（EP）駆動の磁気流体力学（MHD）モードに及ぼす影響を、ヘリカル装置LHD、TJ-II、Heliotron Jにおいて研究した。我々は、EP駆動MHDモード（アルフヴェン固有モード（AE）および高エネルギー粒子モード（EPM）を含む）がECH/ECCDによって制御可能であることを実証する。LHD装置（中程度の回転変換と高い磁気シアを有する）では、共回転ECCDはトロイダルAE（TAE）およびグローバルAE（GAE）を増強する一方、反回転ECCDはこれらを安定化し、その結果、共回転ECCDの場合と比較して中性子率が改善される。反回転ECCDはコアの回転変換を減少させ、磁気シアを増大させ、シア・アルフヴェン連続体（SAC）上の連続体減衰を強化する。TJ-II装置（高い回転変換、中程度の磁気シア、低いトロイダル磁場周期を有する）では、反回転ECCDと、ブートストラップ電流および中性粒子ビーム駆動電流を組み合わせることによりSACの周波数ギャップが変化すると、ヘリカルAE（HAE）が出現する。一方、Heliotron J装置（低い回転変換と低い磁気シアを有する）では、共回転および反回転ECCDの両方がGAEおよびEPMの安定化に有効である。実験結果は、磁気シアがその符号に関係なく安定化効果を持つことを示している。FAR3dコードを用いたモデリング解析により、Heliotron Jにおいて共回転および反回転ECCDの両方で成長率が低減し、実験結果を再現することが示された。ECHはEP駆動MHDモードにのみ影響を及ぼし、実験結果はその効果が磁気配位に依存することを示している。Heliotron Jでは、低バンピネス磁気配位においてECHパワーの増加とともに一部のモードが安定化される一方、高および中バンピネス磁気配位では一部のモードが不安定化される。