The influence of externally applied magnetic perturbations (MPs) on neoclassical tearing modes (NTM) and the plasma rotation in general is investigated at the ASDEX Upgrade tokamak (AUG). The low n resonant components of the applied field exert local torques and influence the stability of NTMs. The non-resonant components of the error field do not influence MHD modes directly but slow down the plasma rotation globally due to a neoclassical toroidal viscous torque (NTV). Both components slow down the plasma rotation, which in consequence increases the probability for the appearance of locked modes. To investigate the impact of externally applied MPs on already existing modes and the influence on the rotation profile, experimental observations are compared to modelling results. The model used here solves a coupled equation system that includes the Rutherford equation and the equation of motion, taking into account the resonant effects and the resistive wall. It is shown that the NTV torque can be neglected in this modelling. To match the experimental frequency evolution of the mode the MP field strength at the resonant surface has to be increased compared to the vacuum approximation. This leads to an overestimation of the stabilizing effect on the NTMs. The reconstruction of the entire rotation profile via the equation of motion including radial dependencies, confirms that the NTV is negligibly small and that small resonant torques at different resonant surfaces have the same effect as one large one. This modelling suggests that in the experiment resonant torques at different surfaces are acting and slowing down the plasma rotation requiring a smaller torque at the specific resonant surface of the NTM. This additionally removes the overestimated influence on the island stability, whereas the braking of the island's rotation is caused by the sum of all torques. Consequently, to describe the effect of MPs on the evolution of one island, all other islands and the corresponding torques must also be taken into account.
外部印加磁気摂動(MP)が新古典テアリングモード(NTM)とプラズマ回転全般に及ぼす影響が、ASDEX Upgradeトカマク(AUG)で調査された。印加磁場の低n共鳴成分は局所的なトルクを及ぼし、NTMの安定性に影響を与える。誤差磁場の非共鳴成分はMHDモードに直接影響を与えないが、新古典トロイダル粘性トルク(NTV)によりプラズマ回転を全体的に減速させる。両成分はプラズマ回転を減速させ、その結果ロックモードの出現確率が高まる。既存のモードに対する外部印加MPの影響と回転分布への影響を調査するため、実験観測結果をモデリング結果と比較した。ここで用いたモデルは、共鳴効果と抵抗性壁を考慮し、ラザフォード方程式と運動方程式を含む連立方程式系を解くものである。このモデリングではNTVトルクが無視できることが示された。モードの実験的な周波数発展を再現するには、真空近似と比較して共鳴面でのMP磁場強度を増加させる必要がある。これはNTMの安定化効果の過大評価につながる。動径依存性を含む運動方程式による全回転分布の再構築により、NTVが無視できるほど小さく、異なる共鳴面での小さな共鳴トルクが一つの大きなトルクと同じ効果を持つことが確認された。このモデリングは、実験では異なる共鳴面で共鳴トルクが作用してプラズマ回転を減速させており、NTMの特定の共鳴面ではより小さなトルクで済むことを示唆している。これにより、アイランド安定性への過大評価された影響も取り除かれる一方、アイランド回転の制動は全トルクの和によって引き起こされる。したがって、一つのアイランドの時間発展に対するMPの影響を記述するには、他のすべてのアイランドと対応するトルクも考慮しなければならない。