Alfvén eigenmodes (AEs) excited by thermonuclear α-particles can degrade the heating efficiency by spatial redistribution of the resonant α-particles. Changes of the orbit invariants in phase space by collisions and interactions with other waves, such as magnetosonic waves during ion cyclotron resonance heating (ICRH), lead to changes in the phase between the α-particles and AEs, causing a decorrelation of the interactions and stronger redistribution of the α-particles. Cyclotron interactions increase the decorrelation of the AE interactions with the high-energy ions and hence a stronger radial redistribution of the high-energy α-particles by the AEs. Renewal of the distribution function by thermonuclear reactions and losses of α-particles to the wall lead to a continuous drive of the AEs and a radial redistribution of the α-particles. The condition for excitation of AEs is shown to depend on the heating scenario where heating at the low field side creates a significant population of high-energy non-standard orbits which drive the modes. The redistribution results in a reduction in the averaged α-particle energy and a degradation of the heating efficiency. The effect on the distribution function in the presence of several unstable modes is not additive and the particle redistribution is found to saturate with an increasing number of modes.
熱核α粒子によって励起されるアルヴェーン固有モード(AEs)は、共鳴α粒子の空間的再分布により加熱効率を低下させ得る。衝突およびイオンサイクロトロン共鳴加熱(ICRH)中の磁気音波などの他の波との相互作用による位相空間における軌道不変量の変化は、α粒子とAEsの間の位相の変化をもたらし、相互作用の脱相関とα粒子のより強い再分布を引き起こす。サイクロトロン相互作用は、高エネルギーイオンとのAE相互作用の脱相関を増大させ、したがってAEsによる高エネルギーα粒子のより強い径方向再分布をもたらす。熱核反応による分布関数の更新と壁へのα粒子の損失は、AEsの連続的な駆動とα粒子の径方向再分布をもたらす。AEsの励起条件は加熱シナリオに依存することが示され、低磁場側での加熱はモードを駆動する高エネルギーの非標準軌道のかなりの集団を生成する。再分布は、平均α粒子エネルギーの減少と加熱効率の低下をもたらす。複数の不安定モードの存在下での分布関数への影響は加算的ではなく、粒子再分布はモード数の増加とともに飽和することが見出される。