In nonuniform plasmas, toroidal Alfvén eigenmode (TAE) is shown to decay into high toroidal mode number modes due to ion induced scattering (Cheng et al 2024 Nucl. Fusion64 066031). In this work, the three wave parametric decay model is generalized into reactor-relevant multiple-mode case, and the wave-kinetic equation describing the TAE spectrum evolution in kθ space due to ion induced scattering is derived. Here, kθ is the poloidal wavenumber. By numerically solving the wave-kinetic equation with reactor-relevant parameters, the nonlinear evolution and saturation process of TAE spectral intensity is derived, which yields a saturation spectrum consistent with the fixed point solution. It is found that the magnetic perturbation amplitude induced by the TAE saturation spectrum is lower than the uniform plasma result due to the enhanced nonlinear coupling by plasma nonuniformity. Potential impact on intrinsic plasma rotation is also discussed.
非一様プラズマ中では、トロイダル・アルフヴェン固有モード（TAE）がイオン誘起散乱により高トロイダルモード数モードへ崩壊することが示されている（Cheng et al 2024 Nucl. Fusion64 066031）。本研究では、三波パラメトリック崩壊モデルを炉心関連の多モードの場合へ一般化し、イオン誘起散乱によるkθ空間におけるTAEスペクトル発展を記述する波運動論方程式を導出する。ここで、kθはポロイダル波数である。炉心関連パラメータを用いて波運動論方程式を数値的に解くことにより、TAEスペクトル強度の非線形発展と飽和過程が導出され、固定点解と整合的な飽和スペクトルが得られる。TAE飽和スペクトルによって誘起される磁気摂動振幅は、プラズマ非一様性による非線形結合の増強により、一様プラズマの場合の結果よりも低いことが見出された。自発的プラズマ回転への潜在的影響についても議論する。