The aim of the present study is to analyze the effect of the electron cyclotron heating (ECH) on the linear stability of Alfvén eigenmodes (AEs) and energetic particle modes (EPMs) triggered by energetic ions in Heliotron J plasma. The analysis is performed using the FAR3d code that solves a reduced MHD model to describe the thermal plasma coupled with a gyrofluid model for the energetic particle (EP) species. The simulations reproduce the AE/EPM stability trends observed in the experiments as the electron temperature (Te) increases, modifying the thermal plasma β, EP β and EP slowing-down time. Particularly, the EPM and Global AE are stabilized in the low-bumpiness (LB) configuration due to an enhancement of the continuum, finite Larmor radius and e-i Landau damping effects as the thermal β increases. On the other hand, a larger ECH injection power cannot stabilize the AE/EPM in medium-bumpiness and high-bumpiness (HB) configurations because the damping effects are weaker compared to the LB case, unable to balance the further destabilization induced by an enhanced EP resonance as the EP slowing-down time and EP β increases with Te.
本研究の目的は、Heliotron J プラズマ中の高エネルギーイオンによって引き起こされるアルフヴェン固有モード（AEs）および高エネルギー粒子モード（EPMs）の線形安定性に及ぼす電子サイクロトロン加熱（ECH）の影響を解析することである。解析には、熱プラズマを記述する簡約MHDモデルを、高エネルギー粒子（EP）種のジャイロ流体モデルと連成させて解くFAR3dコードを用いて実施する。シミュレーションは、電子温度（Te）が上昇し、熱プラズマのβ、EPのβ、およびEPの減速時間が変化するにつれて、実験で観測されたAE/EPM安定性の傾向を再現する。特に、低バンピネス（LB）配位では、熱βの増加に伴う連続体減衰、有限ラーモア半径、およびe-i Landau減衰効果の増強により、EPMおよびGlobal AEは安定化される。一方、中バンピネスおよび高バンピネス（HB）配位では、減衰効果がLBの場合と比較して弱く、Teの増加に伴うEP減速時間およびEP βの増加によって引き起こされるEP共鳴のさらなる不安定化を打ち消すことができないため、より大きなECH入射電力ではAE/EPMを安定化できない。