The formation of a static 3D helically localized perturbation structure of the toroidal Alfvén eigenmode (TAE) is observed for the first time under static magnetic islands induced by resonant magnetic perturbations (RMPs) in tokamak plasmas. Before the application of RMP, a TAE around 200 kHz is excited by electron cyclotron resonance heating-induced energetic electrons. After the application of n = 1 RMP, the TAE mode is localized into a helical region on the flux surface, where n is the toroidal mode number. We find that the TAE mode is strengthened near the X points of the magnetic islands and weakened near the island O points, where m is the poloidal mode number. This novel observation reveals the potential of RMPs to modify the distribution of energetic particles (EPs) both in geometry and velocity space, and hence to actively change the structure and stability of EP-driven modes in fusion plasmas.
トカマクプラズマにおいて、共鳴磁気摂動(RMP)によって誘起された静的磁気島の下での、トロイダル・アルフヴェン固有モード(TAE)の静的3次元らせん状局在摂動構造の形成が初めて観測された。RMP印加前には、約200kHzのTAEが電子サイクロトロン共鳴加熱によって生成された高エネルギー電子により励起される。n=1のRMP印加後、TAEモードは磁気面上のらせん状領域に局在する。ここでnはトロイダルモード数である。我々は、TAEモードが磁気島のX点近傍で強められ、島のO点近傍で弱められることを見出した。ここでmはポロイダルモード数である。この新規な観測は、RMPが高エネルギー粒子(EP)の分布を幾何学的および速度空間の両方において変更し、それによって核融合プラズマにおけるEP駆動モードの構造と安定性を能動的に変化させる可能性を明らかにするものである。