Energetic electron effects on an energetic-ion driven toroidal Alfvén eigenmode (TAE) are investigated via hybrid simulations of an MHD fluid interacting with energetic particles. Both energetic electrons and energetic ions described by drift-kinetic equations are included in the present work. It is found that the TAE can be effectively stabilized by off-axis peaked energetic electrons which are located near the mode center, while the centrally peaked energetic electrons fail to stabilize the mode. It is confirmed that the spatially localized pressure profile of energetic electrons causes the stabilization of TAE. The stabilized TAE has a more localized mode structure accompanied by a significant reduction in the energetic ion driving rate. The small change of mode frequency and dissipation rate indicate the stabilization mechanism is different from the so-called pressure gradient stabilization that drives the TAE into continuum. The results suggest that the strong plasma non-uniformity induced by the energetic electron beta profile may be responsible for the change of mode structure. It is also found that this stabilizing effect is more effective for a high-n TAE. Moreover, it is numerically verified that the positive (negative) pressure gradient at the TAE center will increase (decrease) the mode frequency. The wave-particle interactions are also analysed for a case with energetic electrons peaked at the inner side of the TAE center. It is found that the power transfer to a resonant barely trapped energetic electron, which taps energy from the wave, can be comparable to the power transfer from a resonant energetic ion. This suggests that if a sufficient number of resonant barely trapped electrons are present, they might stabilize energetic-ion driven TAE through the wave-particle interaction.
高エネルギーイオン駆動トロイダル・アルフヴェン固有モード（TAE）に対する高エネルギー電子の効果を、高エネルギー粒子と相互作用するMHD流体のハイブリッドシミュレーションにより調べた。本研究には、ドリフト運動論方程式で記述される高エネルギー電子と高エネルギーイオンの両方が含まれている。TAEは、モード中心近くに位置するオフアクシスピーク型の高エネルギー電子によって効果的に安定化され得るが、中心ピーク型の高エネルギー電子はモードを安定化できないことが見出された。高エネルギー電子の空間的に局在した圧力分布がTAEの安定化を引き起こすことが確認された。安定化されたTAEは、高エネルギーイオンの駆動率の有意な低下を伴う、より局在化したモード構造を持つ。モード周波数と散逸率の小さな変化は、この安定化機構が、TAEを連続体へと駆動するいわゆる圧力勾配安定化とは異なることを示している。この結果は、高エネルギー電子のベータ分布によって誘起される強いプラズマ非一様性が、モード構造の変化の原因である可能性を示唆している。また、この安定化効果は高n TAEに対してより効果的であることも見出された。さらに、TAE中心における正（負）の圧力勾配がモード周波数を増加（減少）させることが数値的に検証された。また、TAE中心の内側にピークを持つ高エネルギー電子の場合について、波動-粒子相互作用も解析された。波動からエネルギーを取り出す共鳴する境界捕捉高エネルギー電子へのパワー輸送は、共鳴する高エネルギーイオンからのパワー輸送に匹敵し得ることが見出された。このことは、十分な数の共鳴境界捕捉電子が存在する場合、それらが波動-粒子相互作用を通じて高エネルギーイオン駆動TAEを安定化させる可能性があることを示唆している。