We present an analytic theory for the EB staircase stability against intrinsic collapse with a bump-hole pair growth. The obtained scale-dependent critical EB shearing rate required to sustain the staircase indicates that finer-scale flow components are inherently more susceptible to collapse. Extending our model to include fast ions, we find a drastic reduction in the critical shearing rate. It originates from the reduction of the radial drift wave group velocity due to fast ion population. The result suggests a highly favorable role of fast ions in maintaining the sharp, step-wise EB staircase structure, consistent with recent experimental observations of long-lived staircases in KSTAR FIRE mode plasmas.
我々は、バンプ-ホール対成長を伴う固有崩壊に対するEB階段構造の安定性に関する解析理論を提示する。得られた階段構造を維持するために必要なスケール依存の臨界EBシアリング率は、より微細なスケールの流れ成分が本質的に崩壊しやすいことを示している。我々のモデルを高速イオンを含むように拡張すると、臨界シアリング率の大幅な減少が見られる。これは、高速イオン集団による動径ドリフト波群速度の減少に起因する。この結果は、KSTAR FIREモードプラズマにおける長寿命階段構造の最近の実験観測と一致し、鋭い階段状のEB階段構造を維持する上で高速イオンが極めて有利な役割を果たすことを示唆している。