The stability and performance of tokamak plasmas are limited by instabilities such as neoclassical tearing modes. This paper reports on an experimental proof of principle of a feedback control approach for real-time, autonomous suppression and stabilization of tearing modes in a tokamak. The system combines an electron cyclotron emission diagnostic for sensing of the tearing modes in the same sight line with a steerable electron cyclotron resonance heating and current drive (ECRH/ECCD) antenna. A methodology for fast detection of q = m/n = 2/1 tearing modes and retrieval of their location, rotation frequency and phase is presented. Set-points to establish alignment of the ECRH/ECCD deposition location with the centre of the tearing mode are generated in real time and forwarded in closed loop to the steerable launcher and as a modulation pulse train to the gyrotron. Experimental results demonstrate the capability of the control system to track externally perturbed tearing modes in real time.
トカマクプラズマの安定性と性能は、ネオクラシカルテアリングモードなどの不安定性によって制限される。本論文は、トカマクにおけるテアリングモードのリアルタイムかつ自律的な抑制と安定化のためのフィードバック制御手法の実験的原理実証について報告する。本システムは、テアリングモードを検出するための電子サイクロトロン放射診断と、同一視線上に設置されたステアリング可能な電子サイクロトロン共鳴加熱・電流駆動（ECRH/ECCD）アンテナを組み合わせる。q = m/n = 2/1 テアリングモードの高速検出と、その位置、回転周波数、位相の取得方法が提示される。ECRH/ECCD の堆積位置をテアリングモードの中心に一致させるための設定値は、リアルタイムで生成され、閉ループでステアリング可能なランチャーに転送され、また変調パルス列としてジャイロトロンに転送される。実験結果は、制御システムが外部摂動を受けたテアリングモードをリアルタイムで追跡する能力を示す。