A new type of resonant magnetic perturbation (RMP), generated by helical coils, is proposed for controlling the edge localized mode (ELM) in H-mode tokamak plasmas. The helical coil optimization utilizes the MARS-F code (Liu et al 2000 Phys. Plasmas7 3681) computed linear resistive fluid response of the plasma to the applied RMP field. The optimal helical coils are found to be located near the outboard mid-plane of the torus, with relatively simple shape but tilted towards the equilibrium magnetic field line pitch. Compared to the window-frame ELM control coils, the optimal helical coils require 2–4 times less current, in order to achieve the same ELM control performance specified by various figures of merit adopted in this work. The results from the present study show a promising path forward in achieving ELM control with RMP fields in tokamak plasmas.
ヘリカルコイルによって生成される新しいタイプの共鳴磁場摂動(RMP)が、Hモードトカマクプラズマにおける周辺局在モード(ELM)を制御するために提案されている。ヘリカルコイルの最適化には、印加されたRMP場に対するプラズマの線形抵抗性流体応答を計算するMARS-Fコード(Liu et al 2000 Phys. Plasmas7 3681)が用いられている。最適なヘリカルコイルは、トーラスの外側中間平面の近くに位置し、比較的単純な形状であるが、平衡磁力線ピッチに対して傾斜していることが見出された。ウィンドウフレーム型ELM制御コイルと比較して、最適なヘリカルコイルは、本研究で採用された様々な性能指数によって指定される同じELM制御性能を達成するために、2～4倍少ない電流を必要とする。本研究の結果は、トカマクプラズマにおけるRMP場を用いたELM制御を達成する上で有望な道筋を示している。