Observations on the National Spherical Torus Experiment (NSTX) indicate that externally applied non-axisymmetric magnetic perturbations (MP) can reduce the amplitude of toroidal Alfvén eigenmodes (TAE) and global Alfvén eigenmodes (GAE) in response to pulsed n = 3 non-resonant fields. From full-orbit following Monte Carlo simulations with the one- and two-fluid resistive MHD plasma response to the magnetic perturbation included, it was found that in response to MP pulses the fast-ion losses increased and the fast-ion drive for the GAEs was reduced. The MP did not affect the fast-ion drive for the TAEs significantly but the Alfvén continuum at the plasma edge was found to be altered due to the toroidal symmetry breaking which leads to coupling of different toroidal harmonics. The TAE gap was reduced at the edge creating enhanced continuum damping of the global TAEs, which is consistent with the observations. The results suggest that optimized non-axisymmetric MP might be exploited to control and mitigate Alfvén instabilities by tailoring the fast-ion distribution function and/or continuum structure.
国立球状トーラス実験装置（NSTX）における観測結果は、外部印加された非軸対称磁気摂動（MP）が、パルス状のn＝3非共鳴磁場に応答して、トロイダル・アルヴェン固有モード（TAE）およびグローバル・アルヴェン固有モード（GAE）の振幅を低減できることを示している。1流体および2流体抵抗性MHDプラズマ応答を含む完全軌道追跡モンテカルロシミュレーションにより、MPパルスに応答して高速イオン損失が増大し、GAEに対する高速イオン駆動が低減することが明らかになった。MPはTAEに対する高速イオン駆動には有意な影響を及ぼさなかったが、トロイダル対称性の破れにより異なるトロイダル高調波の結合が生じ、プラズマ端部におけるアルヴェン連続体が変化することが見出された。その結果、端部におけるTAEギャップが縮小し、グローバルなTAEの連続体減衰が増強されたが、これは観測結果と一致する。これらの結果は、最適化された非軸対称MPが、高速イオン分布関数および／または連続体構造を調整することにより、アルヴェン不安定性を制御・緩和するために利用できる可能性を示唆している。