The suppression of tearing modes (TMs) in tokamak plasmas is numerically demonstrated through the application of external rotational transform (ERT) generated by helical coils on the J-TEXT tokamak. The resulting three-dimensional magnetic equilibrium is computed using the HINT code, while the nonlinear magnetohydrodynamic evolution is analyzed with the MIPS code. The imposed ERT modifies the safety factor profile (or rotational transform in stellarator terminology), displacing rational surfaces and reducing the local current density gradient, which suppresses tearing mode instabilities. Sensitivity analysis reveals significant dependence on coil current direction. Negative coil current (opposite to the plasma current direction) enhances the ERT and flattens the current gradient at rational surfaces, resulting in significant tearing mode stabilization. In contrast, positive coil current has little effect, leaving the instability largely unaffected. Preliminary experimental observations on J-TEXT show consistent trends, with negative ERT currents suppressing tearing mode activity while positive currents fail to prevent mode locking and disruption. These results provide both numerical and experimental evidence that externally applied rotational transform offers a promising strategy for controlling TMs in tokamaks and may open new pathways for neoclassical tearing mode mitigation in future fusion devices.
トカマクプラズマにおけるティアリングモード(TM)の抑制が、J-TEXTトカマクのヘリカルコイルによって生成される外部回転変換(ERT)の印加を通じて数値的に実証される。結果として得られる三次元磁気平衡はHINTコードを用いて計算され、非線形磁気流体力学発展はMIPSコードで解析される。印加されたERTは安全係数分布(ステラレーター用語では回転変換)を変更し、有理面を移動させ、局所的な電流密度勾配を減少させることにより、ティアリングモード不安定性を抑制する。感度解析により、コイル電流方向への顕著な依存性が明らかになる。負のコイル電流(プラズマ電流方向と逆方向)はERTを強化し、有理面での電流勾配を平坦化し、その結果、ティアリングモードの大幅な安定化をもたらす。対照的に、正のコイル電流はほとんど効果がなく、不安定性はほとんど影響を受けないままである。J-TEXTにおける予備的な実験観測は一貫した傾向を示しており、負のERT電流はティアリングモード活動を抑制する一方、正の電流はモードロックとディスラプションを防ぐことができない。これらの結果は、外部から印加される回転変換がトカマクにおけるTMの制御に有望な戦略を提供し、将来の核融合装置における新古典ティアリングモードの緩和への新たな道を開く可能性があることを示す数値的および実験的証拠を提供する。