MAST plasmas with a safety factor above unity and a profile with either weakly reversed shear or broad low-shear regions, regularly exhibit long-lived saturated ideal magnetohydrodynamic (MHD) instabilities. The toroidal rotation is flattened in the presence of such perturbations and the fast ion losses are enhanced. These ideal modes, distinguished as such by the notable lack of islands or signs of reconnection, are driven unstable as the safety factor approaches unity. This could be of significance for advanced scenarios, or hybrid scenarios which aim to keep the safety factor just above rational surfaces associated with deleterious resistive MHD instabilities, especially in spherical tokamaks which are more susceptible to such ideal internal modes. The role of rotation, fast ions and ion diamagnetic effects in determining the marginal mode stability is discussed, as well as the role of instabilities with higher toroidal mode numbers as the safety factor evolves to lower values.
安全係数が1を超え、弱い逆転シアまたは広い低シア領域のいずれかのプロファイルを持つMASTプラズマは、長寿命の飽和した理想磁気流体力学(MHD)不安定性を定期的に示す。そのような摂動の存在下ではトロイダル回転は平坦化され、高速イオン損失は増大する。これらの理想モードは、島や再結合の兆候が顕著に存在しないことによって特徴づけられるが、安全係数が1に近づくにつれて不安定化する。これは、先進シナリオ、あるいは有害な抵抗性MHD不安定性に関連する有理面のすぐ上に安全係数を保つことを目的としたハイブリッドシナリオにとって重要であり得る。特に、そのような理想的な内部モードの影響を受けやすい球状トカマクにおいて重要である。限界モード安定性を決定する際の回転、高速イオン、イオン反磁性効果の役割、および安全係数がより低い値へと進化するにつれてのより高いトロイダルモード数を持つ不安定性の役割について議論する。