This work investigates the potential roles played by the scrape-off-layer current (SOLC) in MHD activity of tokamak plasmas, including effects on stability. SOLCs are found to be an integral part of the MHD activity, with a propensity to flow in a non-axisymmetric pattern and with magnitude potentially large enough to play a role in the MHD stability. Candidate mechanisms that can drive these SOLCs are identified: (a) non-axisymmetric thermoelectric potential, (b) electromotive force from MHD activity, and (c) flux swing, both toroidal and poloidal, of the plasma column. Other potential magnetic consequences of the SOLC are identified: (a) its error field can introduce complications in feedback control schemes for stabilizing MHD activity, and (b) its non-axisymmetric field can be falsely identified as an axisymmetric field by the tokamak control logic and in equilibrium reconstruction. The radial profile of an SOLC observed during a quiescent discharge period is determined, and found to possess polarity reversals as a function of radial distance.
本稿では、トカマクプラズマのMHD活動におけるスクレープオフ層電流(SOLC)の潜在的な役割について、安定性への影響を含めて調査する。SOLCはMHD活動の不可欠な構成要素であり、非軸対称なパターンで流れる傾向があり、その大きさはMHD安定性に影響を及ぼし得るほど十分に大きくなる可能性がある。これらのSOLCを駆動し得る候補メカニズムとして、(a)非軸対称熱電ポテンシャル、(b)MHD活動による起電力、(c)プラズマ柱のトロイダル方向およびポロイダル方向の磁束掃引が特定された。SOLCの他の潜在的な磁気的影響として、(a)その誤差磁場がMHD活動を安定化するためのフィードバック制御方式に複雑化をもたらし得ること、および(b)その非軸対称磁場がトカマク制御論理および平衡再構成において軸対称磁場として誤って同定され得ることが特定された。静穏放電期間中に観測されたSOLCの動径プロファイルが決定され、動径距離の関数として極性反転を示すことが見出された。