Experiments in the DIII-D tokamak show that many overlapping small-amplitude Alfvén eigenmodes (AEs) cause fast-ion transport to sharply increase above a critical threshold in beam power, leading to fast-ion density profile resilience and reduced fusion performance. The threshold is above the AE linear stability limit and varies between diagnostics that are sensitive to different parts of fast-ion phase-space. Comparison with theoretical analysis using the nova and orbit codes shows that, for the neutral particle diagnostic, the threshold corresponds to the onset of stochastic particle orbits due to wave-particle resonances with AEs in the measured region of phase space. The bulk fast-ion distribution and instability behavior was manipulated through variations in beam deposition geometry, and no significant differences in the onset threshold outside of measurement uncertainties were found, in agreement with the theoretical stochastic threshold analysis. Simulations using the 'kick model' produce beam ion density gradients consistent with the empirically measured radial critical gradient and highlight the importance of including the energy and pitch dependence of the fast-ion distribution function in critical gradient models. The addition of electron cyclotron heating changes the types of AEs present in the experiment, comparatively increasing the measured fast-ion density and radial gradient. These studies provide the basis for understanding how to avoid AE transport that can undesirably redistribute current and cause fast-ion losses, and the measurements are being used to validate AE-induced transport models that use the critical gradient paradigm, giving greater confidence when applied to ITER.
DIII-Dトカマクにおける実験は、多くの重なり合う小振幅アルヴェーン固有モード(AE)が、ビームパワーがある臨界閾値を超えると高速イオン輸送を急激に増加させ、高速イオン密度プロファイルの回復力と核融合性能の低下をもたらすことを示している。この閾値はAE線形安定性限界より上にあり、高速イオンの位相空間の異なる部分に感度を持つ診断装置間で変動する。novaコードおよびorbitコードを用いた理論解析との比較は、中性粒子診断に関して、この閾値が、測定された位相空間領域におけるAEとの波-粒子共鳴による確率的粒子軌道の開始に対応することを示している。ビーム堆積幾何学の変化を通じてバルク高速イオン分布と不安定性挙動を操作し、測定不確実性の範囲外で開始閾値に有意な差は見られず、これは理論的な確率的閾値解析と一致している。「キックモデル」を用いたシミュレーションは、経験的に測定された動径臨界勾配と一致するビームイオン密度勾配を生成し、臨界勾配モデルにおける高速イオン分布関数のエネルギーおよびピッチ依存性を含めることの重要性を強調している。電子サイクロトロン加熱の追加は、実験に存在するAEの種類を変化させ、測定された高速イオン密度と動径勾配を比較的に増加させる。これらの研究は、電流を望ましくなく再分配し高速イオン損失を引き起こす可能性のあるAE輸送を回避する方法を理解するための基礎を提供し、その測定結果は臨界勾配パラダイムを用いるAE誘起輸送モデルの検証に使用されており、ITERへの適用時により高い信頼性を与えている。