The effect of fusion-born alpha particles on the helical core (HC), a long-lived ideal saturation state of the kink/quasi-interchange mode, is studied in the ITER-scale hybrid scenario where a core plasma has a low magnetic shear . The HC state is determined by 3D magnetohydrodynamic (MHD) force balance and all factors that contribute to it, such as plasma shaping, the safety factor profile, and the pressure profiles of all particle species. An incomplete but useful measure of the HC is the displacement of the magnetic axis, . Using MHD-particle-in-cell (PIC) simulations, we find that is enhanced by increasing alpha particle pressure . Within the ITER operating alpha pressure , can be approximately treated as part of the total MHD pressure. In this regime, there is no notable flattening of the pressure profile, indicating that the HC preserves the omnigenity of the plasma. If one increases beyond 1%, continues to increase with until it reaches an upper limit at for our reference case. At this limit, both the bulk and alpha pressure profiles are partially flattened, indicating a reduction in omnigenity. After HC formation, a resistive pressure-driven MHD mode can become unstable, which seems to be triggered by the local steepening of the bulk plasma pressure gradient within the compressed magnetic flux region of the HC. This secondary mode consists of a broad spectrum of short-wavelength Fourier components that grow at identical rates and are thus part of a single coherent entity. Our present simulation model is insufficient to adequately represent such a secondary mode; however, preliminary results suggest that it can facilitate magnetic chaos, which affects plasma confinement. We also discuss possible methods for suppressing this instability.
核融合生成アルファ粒子が、キンク/準インターチェンジモードの長寿命な理想飽和状態であるヘリカルコア（HC）に及ぼす影響を、コアプラズマが低磁気シアを有するITER規模のハイブリッドシナリオにおいて研究する。HC状態は、3次元磁気流体力学（MHD）力平衡と、プラズマ形状、安全係数分布、全粒子種の圧力分布など、それに寄与するすべての因子によって決定される。HCの不完全ではあるが有用な指標は、磁気軸の変位である。MHD-粒子インセル（PIC）シミュレーションを用いて、がアルファ粒子圧力の増加によって増強されることを見出す。ITER運転アルファ粒子圧力の範囲内では、は近似的に全MHD圧力の一部として扱うことができる。この領域では、圧力分布の顕著な平坦化は見られず、HCがプラズマの良閉じ込め性を維持することを示している。が1%を超えて増加すると、は基準ケースにおいて上限値に達するまで増加し続ける。この上限では、バルク圧力分布とアルファ粒子圧力分布の両方が部分的に平坦化され、良閉じ込め性の低下を示す。HC形成後、抵抗性圧力駆動MHDモードが不安定化する可能性があり、これはHCの圧縮磁束領域内でのバルクプラズマ圧力勾配の局所的な急峻化によって引き起こされると思われる。この二次モードは、同一の成長率を持つ広帯域の短波長フーリエ成分から構成され、したがって単一のコヒーレントな実体の一部である。現在のシミュレーションモデルは、このような二次モードを適切に表現するには不十分であるが、予備的な結果は、それがプラズマ閉じ込めに影響を与える磁気カオスを促進し得ることを示唆している。また、この不安定性を抑制するための可能な方法についても議論する。