Fast-ion instabilities with frequencies somewhat below the ion cyclotron frequency occur frequently in spherical tokamaks such as the National Spherical Torus Experiment (NSTX). NSTX and the DIII-D tokamak are nearly ideal for fast-ion similarity experiments, having similar neutral beams, fast-ion to Alfvén speed vf/vA, fast-ion pressure, and shape of the plasma but with a factor of two difference in major radius. When DIII-D is operated at low field (0.6 T), compressional Alfvén eigenmode (CAE) instabilities appear that closely resemble the NSTX instabilities. In particular, the mode frequencies, polarization and beam-energy threshold are nearly identical to NSTX. CAE in high-field discharges and emission at cyclotron harmonics are also observed. As on NSTX, the basic stability properties are consistent with the idea that the instability is driven by anisotropy in the fast-ion velocity distribution and is damped predominantly by Landau damping of electrons. The results suggest that these modes might be excited in ITER.
イオンサイクロトロン周波数よりやや低い周波数を持つ高速イオン不安定性は、国立球状トーラス実験装置（NSTX）のような球状トカマクにおいて頻繁に発生する。NSTXとDIII-Dトカマクは、高速イオン相似実験にほぼ理想的であり、同様の中性粒子ビーム、高速イオンとアルフヴェン速度の比v_f/v_A、高速イオン圧力、およびプラズマ形状を有するが、大半径には2倍の差がある。DIII-Dを低磁場（0.6 T）で運転すると、NSTXの不安定性に酷似した圧縮アルフヴェン固有モード（CAE）不安定性が現れる。特に、モード周波数、偏極、およびビームエネルギー閾値はNSTXとほぼ同一である。高磁場放電におけるCAEとサイクロトロン高調波での放出も観測される。NSTXと同様に、基本安定性特性は、不安定性が高速イオン速度分布の異方性によって駆動され、主に電子のランダウ減衰によって減衰されるという考えと一致する。これらの結果は、これらのモードがITERで励起される可能性があることを示唆している。