The paper considers the effects associated with the development of accelerated electron beam instability in a tokamak. The authors have investigated the microscopic stage of instability development in greater detail than in their earlier work. The instability threshold has been found by taking the actual distribution function into account. It is shown that the development of instability comprises two stages — isotropization of electrons due to the anomalous Doppler effect and subsequent formation of a plateau on the electron distribution function. It is at the second stage that oscillations of noticeable energy occur. It is demonstrated that the result of quasi-linear relaxation depends substantially on whether or not the oscillations pass out of the resonance region during instability development. The detailed picture which emerged made it possible to evaluate the basic macroscopic effects — the number of trapped electrons and their energy, the magnitude of ion heating and the sign and magnitude of spikes on the voltage curve. The evaluations obtained give a correct qualitative and, in some cases, quantitative description of the dependences measured experimentally.
本論文では、トカマクにおける加速電子ビーム不安定性の発展に伴う効果について考察する。著者らは、不安定性の微視的段階を以前の研究よりも詳細に調査した。実際の分布関数を考慮することにより、不安定性の閾値が求められた。不安定性の発展は2つの段階からなることが示された。すなわち、異常ドップラー効果による電子の等方化と、その後の電子分布関数におけるプラトー形成である。顕著なエネルギーの振動が生じるのは第二段階においてである。準線形緩和の結果は、不安定性の発展中に振動が共鳴領域から離れるか否かに本質的に依存することが実証された。得られた詳細な像により、巨視的効果、すなわち捕捉電子数とそのエネルギー、イオン加熱の大きさ、電圧波形上のスパイクの符号と大きさを評価することが可能となった。これらの評価は、実験で測定された依存性を定性的に、また場合によっては定量的に正しく記述する。