Alfvén wave instabilities driven by energetic particles are common in fusion devices. Understanding their behavior is essential for the good confinement of fusion plasma. For this purpose, a series of experiments are performed on EAST to investigate the excitation of toroidal Alfvén eigenmodes (TAEs). Experimentally, it was found that AEs with frequencies around 80, 134, 157 kHz are excited by ion cyclotron resonance heating (ICRH) hydrogen minority heating scenario. Moreover, the excitation of AEs is independent of the wall-coating materials, but determined with the generation and confinement of the fast ions. Statistical analysis suggests that the TAEs can only be excited when the ICRH power is larger than 2 MW and the H98 factor is larger than 1.15. In line with the experiments, a set of simulations using TORIC, ASCOT, and NOVA-C is performed. The simulation results show that with the experimental density profile and safety factor, the measured TAE with frequency of 134 kHz is well reproduced by taking into account the plasma toroidal rotation frequency. However, the appearance of the 80 kHz mode cannot be captured in the simulations. The ICRH-generated fast hydrogen ions mainly have banana orbits and that their perpendicular velocity is much larger than that of the parallel ions. The stability analysis with NOVA-C suggests that the radial gradient of the fast H ion distribution is the only driving source of TAEs. For TAEs locate in the center of Alfvén continuum, the D ion Landau damping is the dominant damping term; For most other TAEs which have intersections with the continuum boundary, the continuum damping becomes the dominant damping mechanism.
高エネルギー粒子によって駆動されるアルヴェン波不安定性は核融合装置において一般的である。それらの挙動を理解することは、核融合プラズマの良好な閉じ込めにとって不可欠である。この目的のため、トロイダル・アルヴェン固有モード（TAEs）の励起を調査するために、EASTにおいて一連の実験が行われた。実験的には、イオンサイクロトロン共鳴加熱（ICRH）の水素マイノリティ加熱シナリオによって、約80、134、157 kHzの周波数を持つAEsが励起されることが見出された。さらに、AEsの励起は壁コーティング材料には依存せず、高速イオンの生成と閉じ込めによって決定される。統計解析は、TAEsはICRHパワーが2 MWより大きく、H98因子が1.15より大きい場合にのみ励起され得ることを示唆している。実験と整合して、TORIC、ASCOT、およびNOVA-Cを用いた一連のシミュレーションが実行された。シミュレーション結果は、実験の密度分布と安全係数を用いると、プラズマのトロイダル回転周波数を考慮することにより、周波数134 kHzの測定されたTAEがよく再現されることを示している。しかしながら、80 kHzモードの出現はシミュレーションでは捉えられない。ICRHで生成された高速水素イオンは主にバナナ軌道を持ち、それらの垂直速度は平行方向のイオンのそれよりもはるかに大きい。NOVA-Cによる安定性解析は、高速Hイオン分布の動径勾配がTAEsの唯一の駆動源であることを示唆している。アルヴェン連続体の中心に位置するTAEsについては、Dイオンのランダウ減衰が支配的な減衰項であり、連続体境界と交差を持つ他のほとんどのTAEsについては、連続体減衰が支配的な減衰機構となる。