A new kinetic-magnetohydrodynamic hybrid simulation model where the gyrokinetic particle-in-cell simulation is applied to both thermal ions and energetic particles is presented. Toroidal Alfvén eigenmodes (TAEs) destabilized by energetic ions in tokamak plasmas are simulated with the new simulation model. Energy channeling from energetic ions to thermal ions through Alfvén eigenmodes (AEs) is demonstrated by the simulation. The distribution function fluctuations and the resonance condition are analyzed for both thermal ions and energetic ions. The strong energy transfer between the particles and the AE and the strong particle transport occur when the following conditions are satisfied at the resonance location in phase space: (1) the poloidal resonance number is close to the poloidal mode number of the AE, (2) the AE has a substantial amplitude, (3) the distribution function has a substantial gradient along the line, where is a conserved variable for the wave-particle interaction. While the distribution function fluctuations for energetic ions are consistent with the resonance condition with the TAEs, the distribution function fluctuations for thermal ions do not satisfy the resonance condition when the bulk plasma beta is 1%. This indicates that the resonance does not play an important role in the interaction between thermal ions and the TAE for the relatively low bulk plasma temperature. On the other hand, when the bulk plasma beta is 4%, the resonance between thermal ions and the TAEs become important leading to Landau damping.
熱イオンと高エネルギー粒子の両方にジャイロ運動論的粒子セルシミュレーションを適用した新しい運動論的-磁気流体力学ハイブリッドシミュレーションモデルを提示する。トカマクプラズマにおいて高エネルギー粒子によって不安定化されるトロイダルアルヴェン固有モード（TAEs）を、この新しいシミュレーションモデルを用いてシミュレートする。アルヴェン固有モード（AEs）を介した高エネルギー粒子から熱イオンへのエネルギー輸送を、このシミュレーションによって実証する。熱イオンと高エネルギー粒子の両方について、分布関数の揺動と共鳴条件を解析する。粒子とAEの間の強いエネルギー輸送および強い粒子輸送は、位相空間の共鳴位置において以下の条件が満たされる場合に生じる：（1）ポロイダル共鳴数がAEのポロイダルモード数に近い、（2）AEが十分な振幅を有する、（3）分布関数が線に沿って十分な勾配を有する。ここで、は波動-粒子相互作用に対する保存変数である。高エネルギー粒子の分布関数の揺動はTAEsとの共鳴条件と一致する一方、熱イオンの分布関数の揺動は、バルクプラズマのベータ値が1%の場合には共鳴条件を満たさない。これは、比較的低いバルクプラズマ温度においては、共鳴が熱イオンとTAEの間の相互作用において重要な役割を果たさないことを示している。一方、バルクプラズマのベータ値が4%の場合には、熱イオンとTAEsの間の共鳴が重要となり、ランダウ減衰をもたらす。