We report on first evidence of wave activity during neutral beam heating in KSTAR plasmas: 40 kHz magnetic fluctuations with a toroidal mode number of n = 1. Our analysis suggests this a beta-induced Alfvén eigenmode (BAE) resonant with the q = 1 surface. A kinetic analysis, when coupled with electron temperature measurements from electron cyclotron emission and ion/electron temperature ratios from crystallography, enables calculation of the frequency evolution, which is in agreement with observations. Complementary detailed magnetohydrodynamic (MHD) modelling of the magnetic configuration and wave modes supports the BAE conclusion, by locating an n = 1 mode separated from the continuum in the core region. Finally, we have computed the threshold to marginal stability for a range of ion temperature profiles. These suggest the BAE can be driven unstable by energetic ions when the ion temperature radial gradient is sufficiently large. Our findings suggest that mode existence could be used as a form of inference for temperature profile consistency in the radial interval of the mode, thereby extending the tools of MHD spectroscopy.
我々は、KSTARプラズマにおける中性粒子ビーム加熱中の波動活動に関する最初の証拠を報告する：トロイダルモード数n = 1を有する40 kHzの磁気揺動である。我々の解析は、これがq = 1面と共鳴するベータ誘起アルヴェン固有モード（BAE）であることを示唆している。電子サイクロトロン放射による電子温度測定とイオン温度比を組み合わせた運動論的解析により、周波数発展の計算が可能となり、これは観測と一致する。補完的な詳細な磁気流体力学（MHD）モデリングは、コア領域において連続スペクトルから分離したn = 1モードを特定することにより、BAEの結論を支持する。最後に、我々は一連のイオン温度分布に対する安定性限界への閾値を計算した。これらの結果は、イオン温度の動径勾配が十分に大きい場合、高エネルギーイオンによってBAEが不安定化され得ることを示唆している。我々の知見は、このモードの存在が、モードが存在する動径区間における温度分布の推定手段として利用できる可能性を示しており、これによりMHD分光法のツールを拡張するものである。