Alfvén eigenmodes (AEs) were studied in neutral beam injection (NBI) heated plasmas in the TJ-II stellarator using a heavy ion beam probe (HIBP) in the core, and by Langmuir (LP) and Mirnov probes (MP) at the edge. AEs were detected over the whole plasma radius by the HIBP with a spatial resolution of about 1 cm. AE-induced oscillations were detected in the plasma density ne, electric potential φ and poloidal magnetic field Bpol with frequencies 50 kHz < fAE < 300 kHz. The LP, MP and HIBP data showed a high level of coherency for specific branches of AEs. Poloidal mode wave-vectors kθ, mode numbers m(m < 8) and propagation velocities Vθ ∼ 30 km s−1 were detected for various branches of AEs, having different radial locations. When the density rose due to NBI fuelling, the AE frequency decreased as predicted by the Alfvén law . During the AE frequency decay the following new AE features were observed: (i) the poloidal wave-vector kθ and mode number m remained constant, (ii) the cross-phases between the oscillations in Bpol, ne and electric potential remained constant, having an individual value for each AE branch, (iii) Vθ decreased proportional to the AE frequency. The interaction of the AEs with the bulk (thermal) plasma resulted in clearly pronounced quasi-coherent peaks in the electrostatic turbulent particle flux spectra. Various AE branches exhibited different contributions to the particle flux: outward, inward and also zero, depending on the phase relations between the oscillations in Epol and ne, which are specific for each branch. A comparison with MHD mode modelling indicated that some of the more prominent frequency branches can be identified as radially extended helical AEs.
アルヴェン固有モード（AE）は、TJ-IIステラレータにおいて、中性粒子ビーム入射（NBI）加熱プラズマ中で、コア部では重イオンビームプローブ（HIBP）を用いて、またエッジ部ではラングミュアプローブ（LP）およびミルノフプローブ（MP）を用いて研究された。AEは、約1 cmの空間分解能を持つHIBPにより、プラズマ半径全体にわたって検出された。AE誘起振動は、周波数50 kHz < fAE < 300 kHzの範囲で、プラズマ密度ne、電位φ、およびポロイダル磁場Bpolにおいて検出された。LP、MP、およびHIBPのデータは、AEの特定の分岐に対して高いコヒーレンシーを示した。ポロイダルモード波数ベクトルkθ、モード数m（m < 8）、および伝播速度Vθ ∼ 30 km s−1が、異なる半径位置を持つAEの様々な分岐について検出された。NBIによる燃料供給により密度が上昇すると、AE周波数はアルヴェンの法則に従って減少した。AE周波数の減少中に、以下の新しいAE特徴が観測された：（i）ポロイダル波数ベクトルkθとモード数mは一定に保たれた、（ii）Bpol、ne、および電位の振動間のクロスフェーズは一定に保たれ、各AE分岐に対して個別の値を有した、（iii）VθはAE周波数に比例して減少した。AEとバルク（熱）プラズマとの相互作用は、静電乱流粒子束スペクトルにおいて明確に顕著な準コヒーレントピークをもたらした。様々なAE分岐は、粒子束に対して異なる寄与を示した：外向き、内向き、およびゼロであり、これは各分岐に固有のEpolとneの振動間の位相関係に依存した。MHDモードモデリングとの比較により、より顕著な周波数分岐のいくつかは、半径方向に拡張したヘリカルAEとして同定できることが示された。