It is shown numerically that even a weak deviation from the axial symmetry of the magnetic configuration in tokamaks can drastically change the spatial structure of toroidicity-induced Alfvén eigenmodes (TAEs), turning them into modes characterized by strong dependence of the amplitude on the toroidal coordinate. The reason for this lies in the fact that the TAEs are close to degeneracy: TAEs with different toroidal mode numbers (n) may have almost the same frequency. A condition necessary for a certain steady-state non-axisymmetric harmonic of the magnetic field to couple TAEs and ellipticity-induced Alfvén eigenmodes (EAEs) with different n (the 'selection rule') is obtained. In particular, a coupling harmonic of significant amplitude can be found more easily in a stellarator with large rotational transform and a small number of field periods. In tokamaks, any magnetic island satisfies the selection rule and can thus couple TAEs. This may explain why multiple modes with different n often appear and disappear simultaneously in TAE bursts. This may also explain an observation of a TAE with the amplitude varying in phase with a quasi-steady-state magnetic perturbation in the spherical torus NSTX.
トカマクにおける磁気配位の軸対称性からの弱いずれであっても、トロイダル誘起アルヴェン固有モード(TAE)の空間構造を劇的に変化させ、その振幅がトロイダル座標に強く依存するモードへと変質させ得ることが数値的に示された。その理由は、TAEが近縮退状態にあること、すなわち異なるトロイダルモード数nを持つTAEがほぼ同じ周波数を有し得ることに起因する。磁場の定常的な非軸対称高調波が、異なるnを持つTAEと楕円性誘起アルヴェン固有モード(EAE)を結合させるために必要な条件(「選択則」)が導出された。特に、大きな回転変換と少数の周期場を有するステラレーターでは、有意な振幅を持つ結合高調波がより容易に見出される。トカマクにおいては、いかなる磁気島も選択則を満たすため、TAEを結合させ得る。これは、TAEバーストにおいて異なるnを持つ複数のモードがしばしば同時に出現・消滅する現象を説明し得る。また、球状トーラスNSTXにおいて、準定常磁気摂動と同位相で振幅が変動するTAEの観測結果をも説明し得る。