This study presents the first experimental investigation of core-localized Toroidal Alfvén eigenmodes (TAEs) during high-βp plasmas heated purely by radio frequency waves (particularly ion cyclotron resonance frequency) on EAST. The results reveal a power threshold for TAE excitation, with TAE activity significantly influenced by plasma density and neutral beam injection (NBI): increased density reduces TAE frequency and eventually suppresses the modes, while NBI inhibits TAEs by altering the fast-ion distribution. Additionally, sawtooth oscillations selectively enhance or suppress different TAE modes through fast-ion redistribution. Although the diagnostics could not directly resolve core-localized modes due to coverage limitations, simulations suggest that high-frequency TAEs exhibit stronger core localization, whereas the dominant TAE mode displays broader radial extension. No observable detrimental effects on plasma confinement were found. TAEs were observed under plasma conditions associated with relatively higher neutron yields, reflecting the presence of a strong fast-ion population. These findings provide important insights for TAE excitation and control in future fusion devices.
本研究は、EASTにおいて高周波（特にイオンサイクロトロン共鳴周波数）のみで加熱された高βpプラズマ中のコア局在トロイダル・アルヴェン固有モード（TAE）に関する初の実験的調査を提示する。結果は、TAE励起に対するパワー閾値が存在することを明らかにし、TAE活動はプラズマ密度と中性粒子ビーム入射（NBI）に大きく影響されることを示す：密度の増加はTAE周波数を低下させ、最終的にモードを抑制する一方、NBIは高速イオン分布を変化させることによりTAEを抑制する。さらに、鋸歯状振動は、高速イオンの再分布を通じて、異なるTAEモードを選択的に強化または抑制する。診断装置はカバレッジの制限によりコア局在モードを直接分解できなかったが、シミュレーションは、高周波TAEがより強いコア局在を示す一方、支配的なTAEモードはより広い動径方向の広がりを示すことを示唆する。プラズマ閉じ込めに対する観測可能な悪影響は見られなかった。TAEは、比較的高い中性子収量を伴うプラズマ条件下で観測され、これは強い高速イオン集団の存在を反映している。これらの発見は、将来の核融合装置におけるTAE励起と制御に関する重要な洞察を提供する。