The kinetic theory of low-frequency Alfvén modes in tokamaks is presented. The inclusion of both diamagnetic effects and finite core-plasma ion compressibility generalizes previous theoretical analyses (Tsai S T and Chen L 1993 Phys. Fluids B 5 3284) of kinetic ballooning modes and clarifies their strong connection to beta-induced Alfvén eigenmodes. The derivation of an analytic mode dispersion relation allows us to study the linear stability of both types of modes as a function of the parameters characterizing the local plasma equilibrium and to demonstrate that the most unstable regime corresponds to a strong coupling between the two branches due to the finite thermal ion temperature gradient. In addition, we also show that, under certain circumstances, non-collective modes may be present in the plasma, formed as a superposition of local oscillations which are quasi-exponentially growing in time.
トカマクにおける低周波アルヴェンモードの運動論的理論を提示する。反磁性効果と有限な中心プラズマイオン圧縮性の両方を取り入れることで、運動論的バルーニングモードに関する従来の解析（Tsai S T and Chen L 1993 Phys. Fluids B 5 3284）を一般化し、ベータ誘起アルヴェンモードとの強い関連性を明らかにする。解析的なモード分散関係の導出により、局所プラズマ平衡を特徴づけるパラメータの関数として両タイプのモードの線形安定性を調べることが可能となり、最も不安定な領域が有限の熱的イオン温度勾配による二つの分枝間の強い結合に対応することを示す。さらに、特定の条件下では、時間的に準指数的に成長する局所振動の重ね合わせとして形成される非集団的モードがプラズマ中に存在し得ることも示す。