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Beta-dependence of energetic particle-driven instabilities in spherical tokamaks

M P Gryaznevich, S E Sharapov2004年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Extensive data on energetic particle-driven (EPD) modes in the tight-aspect ratio MAST and START experiments with super-Alfvénic neutral beam injection is reviewed. The dependence of toroidal Alfvén eigenmodes (TAEs) and frequency-sweeping 'chirping' modes on the thermal plasma β-value is investigated experimentally, and a decrease both in the mode amplitudes and in the number of unstable modes with increasing β is found, in line with theoretical expectations. 'Fishbone' modes in MAST are seen at higher β-values than TAEs or 'chirping' modes, and occasionally are found to trigger long-lasting modes, which may affect global MHD stability. In the light of the data analysis the possible importance of EPD instabilities in larger burning plasma spherical tokamaks, which would necessarily operate in high-β regimes, is discussed.

日本語訳

低アスペクト比のMASTおよびSTART実験における、超アルフヴェン中性粒子ビーム入射によって駆動される高エネルギー粒子駆動(EPD)モードに関する広範なデータを概説する。熱プラズマのβ値に対するトロイダル・アルフヴェン固有モード(TAE)および周波数掃引「チャープ」モードの依存性を実験的に調査し、βの増加に伴ってモード振幅と不安定モード数の両方が減少することを、理論的予測と一致して見出した。MASTにおける「フィッシュボーン」モードは、TAEや「チャープ」モードよりも高いβ値で観測され、時折、長時間持続するモードを誘発することが見出され、これはグローバルなMHD安定性に影響を与える可能性がある。データ解析に基づき、必然的に高β領域で運転されることになる、より大型の燃焼プラズマ球状トカマクにおけるEPD不安定性の潜在的な重要性について議論する。

装置

mast中精度(概要文一致)

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Spherical tokamakEnergetic particles
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