Recent DIII-D experiments show that sawtooth stability is strongly affected by anisotropic fast ions from neutral beam injection (NBI) in both negative and positive triangularity plasmas. Fast ions from co-current NBI are stabilizing for the sawtooth stability, resulting in longer sawtooth periods. On the other hand, fast ions from counter-current NBI are destabilizing, leading to small and frequent sawteeth. The relative change of sawtooth period and amplitude is more than a factor of two. These observations appear to hold in both plasma shapes. Non-perturbative toroidal modeling, utilizing the magnetohydrodynamic-kinetic hybrid stability code MARS-K (Liu et al 2008 Phys. Plasmas 15 112503), reveals an asymmetric dependence of the stability of the n = 1 (n is the toroidal mode number) internal kink mode on the injection direction of NBI, being qualitatively consistent with the experimentally observed sawtooth behavior. The MARS-K modeling results suggest that anisotropic fast ions affect the mode growth rate and frequency through both adiabatic and non-adiabatic contributions. The asymmetry of the internal kink mode instability relative to the NBI direction is mainly due to the non-adiabatic contribution of passing fast ions, which stabilize (destabilize) the internal kink with the co-(counter-) current NBI as compared to the fluid counterpart. However, finite orbit width (FOW) correction to passing particles partially cancels the asymmetry. Trapped particles are always stabilizing due to precessional drift resonance. Modeling also shows that fast ions affect the internal kink in a similar manner in both negative and positive triangularity plasmas, although being slightly more unstable in the negative triangularity configuration already in the fluid limit. The similarity is mainly attributed to the fact that the mode is localized in the plasma core region, with very similar eigenmode structures in both negative and positive configurations. Furthermore, MARS-K modeling indicates that other factors, such as the plasma rotation and the drift kinetic effects of thermal plasmas, weakly modify the mode stability as compared to the drift kinetic resonance effects and FOW correction of fast ions.
最近のDIII-D実験は、鋸歯状振動の安定性が、負および正の三角形度プラズマの両方において、中性粒子ビーム入射（NBI）からの異方性高速イオンによって強く影響を受けることを示している。コ・カレントNBIからの高速イオンは鋸歯状振動の安定性に対して安定化作用があり、その結果、鋸歯状振動周期が長くなる。一方、カウンター・カレントNBIからの高速イオンは不安定化作用があり、小さく頻繁な鋸歯状振動を引き起こす。鋸歯状振動周期と振幅の相対的な変化は2倍以上である。これらの観測結果は、両方のプラズマ形状において成り立つように思われる。磁気流体力学・運動論的ハイブリッド安定性コードMARS-K（Liu et al 2008 Phys. Plasmas 15 112503）を利用した非摂動トロイダルモデリングは、n = 1（nはトロイダルモード数）内部キンクモードの安定性がNBIの入射方向に対して非対称に依存することを明らかにしており、これは実験的に観測された鋸歯状振動の挙動と定性的に一致している。MARS-Kモデリングの結果は、異方性高速イオンが断熱的および非断熱的寄与の両方を介してモード成長率と周波数に影響を与えることを示唆している。NBI方向に対する内部キンクモード不安定性の非対称性は、主に通過高速イオンの非断熱的寄与によるものであり、これは流体対応物と比較して、コ・（カウンター・）カレントNBIを用いた場合に内部キンクを安定化（不安定化）する。しかしながら、通過粒子に対する有限軌道幅（FOW）補正は、この非対称性を部分的に打ち消す。捕捉粒子は、歳差ドリフト共鳴により常に安定化作用を持つ。モデリングはまた、高速イオンが負および正の三角形度プラズマの両方において内部キンクに同様の方法で影響を与えることを示しているが、流体極限において既に負の三角形度配位の方がわずかに不安定である。この類似性は、主にモードがプラズマコア領域に局在しているという事実に起因しており、負および正の配位の両方において固有モード構造が非常に類似している。さらに、MARS-Kモデリングは、プラズマ回転や熱プラズマのドリフト運動論効果などの他の要因が、高速イオンのドリフト運動論共鳴効果やFOW補正と比較して、モード安定性を弱く修正することを示している。