The redistribution and potential loss of energetic particles due to MHD modes can limit the performance of fusion plasmas by reducing the plasma heating rate. In this work, we present validation studies of the 1.5D critical gradient model (CGM) for Alfvén eigenmode (AE) induced EP transport in NSTX and DIII-D neutral beam heated plasmas. In previous comparisons with a single DIII-D L-mode case, the CGM model was found to be responsible for 75% of measured AE induced neutron deficit [1]. A fully kinetic HINST is used to compute mode stability for the non-perturbative version of CGM (or nCGM). We have found that AEs show strong local instability drive up to violating assumptions of perturbative approaches used in NOVA-K code. We demonstrate that both models agree with each other and both underestimate the neutron deficit measured in DIII-D shot by approximately a factor of 2.On the other hand in NSTX the application of CGM shows good agreement for the measured flux deficit predictions. We attempt to understand these results with the help of the so-called kick model which is based on the guiding center code ORBIT. The kick model comparison gives important insight into the underlying velocity space dependence of the AE induced EP transport as well as it allows the estimate of the neutron deficit in the presence of the low frequency Alfvénic modes. Within the limitations of used models we infer that there are missing modes in the analysis which could improve the agreement with the experiments.
MHDモードによる高エネルギー粒子の再分布と潜在的な損失は、プラズマ加熱率を低下させることにより、核融合プラズマの性能を制限し得る。本稿では、NSTXおよびDIII-Dにおける中性粒子ビーム加熱プラズマ中のアルヴェン固有モード（AE）誘起高エネルギー粒子輸送に対する1.5次元臨界勾配モデル（CGM）の検証研究を提示する。単一のDIII-D Lモードケースとの以前の比較では、CGMモデルが測定されたAE誘起中性子欠損の75%を再現することが確認された[1]。非摂動型CGM（nCGM）のモード安定性を計算するために、完全運動論的コードHINSTが用いられる。我々は、AEがNOVA-Kコードで用いられる摂動的アプローチの仮定を破る強い局所的不安定性駆動を示すことを見出した。両モデルが互いに一致し、DIII-Dショットで測定された中性子欠損を約2倍過小評価することを実証する。一方、NSTXでは、CGMの適用は測定されたフラックス欠損予測と良好な一致を示す。我々は、ジャイロ運動論的コードORBITに基づくいわゆるキックモデルの助けを借りて、これらの結果を理解することを試みる。キックモデルとの比較は、AE誘起高エネルギー粒子輸送の基礎となる速度空間依存性に関する重要な洞察を与え、さらに低周波アルヴェン系モードの存在下での中性子欠損の評価を可能にする。使用したモデルの限界内で、実験との一致を改善し得る解析に欠落したモードが存在すると推測される。