That plasma flow shear has a stabilizing effect on tearing stability is a new insight found from experiments on DIII-D, JET and NSTX. High-order (m/n = 4/3 or 3/2) tearing modes are a key beneficial feature in hybrid scenarios that act to regulate the q-profile to keep q(0) ∼ 1 with the absence of large m/n = 1/1 sawteeth. The destabilization of low-order (m/n = 2/1) tearing acts as the limit on achievable beta. Hybrid discharges in DIII-D with 4/3 tearing modes under large co- (to Ip) neutral-beam torque can be run steadily just below the 2/1 tearing beta limit. However, reducing the torque has consequences on both the existing 4/3 tearing mode amplitude and the beta at which the 2/1 tearing mode destabilizes. It is found that flow shear at a rational surface is well correlated with both decreased 4/3 mode amplitude and higher beta 2/1 mode onset. The working physics model is that flow shear is classically stabilizing, i.e. makes the tearing stability index Δ' more negative; this both reduces the amplitude of neoclassical tearing modes and makes mode destabilization more difficult (requiring higher beta). However, a detailed understanding of the effects of flow shear on tearing stability remains a challenge for theory and modelling. The classically stabilizing effect of flow shear in DIII-D (and indeed future larger tokamaks) is in the regime of large magnetic Prandtl and very large Lundquist numbers; this is significant for sorting out which physical effects of flow and flow shear are relevant and would be stabilizing or even destabilizing. Experimental data with applied torque varied from all co- to near-balanced neutral beams in the DIII-D hybrid scenario with 4/3 mode 'regulation' is analysed for 4/3 mode amplitude, 2/1 onset and criticality for 2/1 mode locking. For both existing m/n = 4/3 modes and for the onset of m/n = 2/1 modes, a local flow shear of the order of is found to have a significant stabilizing effect on tearing. In addition, a flow shear effect increasing local viscosity is suggested in order to explain the behaviour of mode locking to the resistive wall.
プラズマ流のシアがテアリングモードの安定化に寄与するという知見は、DIII-D、JET、NSTXにおける実験から得られた新たな洞察である。高次（m/n = 4/3 または 3/2）テアリングモードは、ハイブリッドシナリオにおいて重要な有益な特徴であり、大きな m/n = 1/1 ソーテールの不存在下で q プロファイルを q(0) ≈ 1 に維持するように調整する働きがある。低次（m/n = 2/1）テアリングモードの不安定化が、達成可能なベータ値の限界を決定づける。DIII-Dにおけるハイブリッド放電では、大きな co-（Ip方向）中性粒子ビームトルクの下で 4/3 テアリングモードが存在する状態で、2/1 テアリングモードのベータ限界直下まで定常運転が可能である。しかしながら、トルクを低減すると、既存の 4/3 テアリングモードの振幅と、2/1 テアリングモードが不安定化するベータ値の両方に影響が及ぶ。有理面上の流れのシアは、4/3 モード振幅の減少および 2/1 モードの高ベータ化の両方と強く相関することが見出された。物理モデルとしては、流れのシアが古典的に安定化作用を持つ、すなわちテアリング安定性指標 Δ' をより負の値にすることが提唱されている。これにより、新古典テアリングモードの振幅が低減され、モードの不安定化がより困難になる（より高いベータ値が必要となる）。しかしながら、テアリングモード安定性に対する流れのシアの影響の詳細な理解は、理論およびモデリングの課題として残されている。DIII-D（および将来の大型トカマク）における流れのシアの古典的安定化効果は、大きな磁気プラントル数および非常に大きなランドキスト数の領域に該当する。これは、流れおよび流れのシアのどの物理的効果が関連し、安定化または不安定化に寄与するかを選別する上で重要である。DIII-Dのハイブリッドシナリオにおいて、印加トルクを全て co-方向からほぼバランスした中性粒子ビームまで変化させた実験データを、4/3 モード振幅、2/1 モードの onset、および 2/1 モードの抵抗壁モードロッキングに対する臨界性について解析した。既存の m/n = 4/3 モードと m/n = 2/1 モードの onset の両方について、局所的な流れのシアが のオーダーでテアリングモードに有意な安定化効果を持つことが見出された。さらに、抵抗壁へのモードロッキング挙動を説明するために、局所粘性を増大させる流れのシア効果が示唆されている。