核聚变能作为一种潜在的替代能源,理论上可以为人类未来提供清洁且无穷无尽的能源供给,因此,对它的开发和利用可以最终解决人类能源和环境问题。在目前获取核聚变能的数个实现方案中,托卡马克(Tokamak)是一种通过磁约束实现核聚变的装置,是目前世界公认的可以实现可控核聚变的重要途径之一。二十世纪中期,科学家们已经开始了对磁约束核聚变的研究。半个多世纪以来,对该领域的研究已取得了很大的成就。在托卡马克物理过程的众多问题中,对热等离子体和高能粒子约束的优劣直接关系到热核聚变实验的成败。通过波-粒共振作用,高能粒子可以驱动阿尔芬本征模的不稳定性,随之增强的阿尔芬扰动反过来可导致大量高能粒子的输运损失,进而对托卡马克装置的第一器壁材料造成不可估量的损伤。因此,深入研究等离子体中阿尔芬波和高能粒子的相互作用,对于能更好地约束高能粒子至关重要。托卡马克中阿尔芬本征模的种类繁多,其中,比压阿尔芬本征模是由热等离子体的可压缩效应产生,其频谱位于剪切阿尔芬连续谱之下。由于比压阿尔芬本征模既可以在短波长极限下被高能粒子激发,又可以在长波长极限下被高能粒子激发,因此对它的研究很有必要。在圆截面、大环径比的托卡马克以及低比压等离子体情况下,本文主要研究了由高能离子激发的比压阿尔芬本征模(BAE)的性质,主要成果如下：第一,在一般鱼骨模色散关系理论的框架下,结合理论和数值分析方法,研究了由各向异性并具有慢化分布的高能离子激发的BAE和高能粒子模(EPM)的局域性质。我们详细推导了色散关系中类流体项δWf和高能粒子非绝热响应项δWk的具体表达式；借助数值研究方法分析了BAE的色散关系,通过调节背景等离子体和高能离子的相关参数研究了EPM和BAE的激发条件。研究结果表明：当固定高能离子的渡越频率ωtE并变化参数热电子与热离子温度之比τ时,EPM和BAE均可被高能离子激发产生不稳定性,其频率均与共振高能离子的渡越频率有关,并且存在由连续谱EPM向离散谱BAE光滑过渡的现象。对于EPM,当高能粒子归一化压强梯度αE大于某一阈值条件时,EPM才可以被激发而存在。该阈值的大小由背景等离子体的连续谱阻尼效应决定,并且EPM的实频和增长率均随着Υ、高能离子速度uE和高能离子密度nE的增加而增加。相对实频的变化,EPM的增长率随τ、uE和nE的变化更加明显。对于BAE,其实频由参数Υ和高能离子的相关参量决定(如速度和密度)。在没有高能离子的情况下,BAE是弱阻尼的临界稳定模,当高能离子克服小而有限的朗道阻尼效应时,BAE就可被激发,并且其增长率随着高能离子的速度或密度的增大而增大。以上所有现象均可以通过一般鱼骨模色散关系来解释。第二,在WKB.气球模变换理论的框架下,我们进一步研究了由径向分布局域的高能离子激发BAE的全局性质。首先,基于第一部分工作的研究结果,我们推导了有限的径向波矢对一般鱼骨模色散关系的修正；然后,考虑径向平衡量对r的具体依赖关系,根据WKB理论得到了BAE的全局色散关系,并对BAE的全局本征值和二维极向模结构进行了理论和数值分析。研究结果表明：BAE被束缚在由高能离子压强梯度产生的势阱中,并且基态的BAE具有最不稳定的特点。在理想磁流体极限情况下,临界稳定的BAE具有上下对称的极向模结构；一旦系统中存在非扰动的高能离子,则由此引起波粒共振相互作用使得系统中存在的不可忽略的反厄米作用,它将导致径向模结构偏离模振幅最大值为零的位置,从而引起极向模结构呈现出扭曲的特点。该理论分析解释了诸多模拟以及实验中出现的关于高能离子引起阿尔芬本征模模结构形变的现象。