During plasma disruptions, substantial toroidal and poloidal eddy currents are generated in the vacuum vessel and other plasma facing conducting structures. Eddy currents that conduct charge through paths which close through the plasma periphery are called halo currents, and these can be of substantial magnitude. Of particular concern for tokamak design and operation is the observed toroidal asymmetry of the halo current distribution: such an asymmetric distribution leads to problematic non-uniform forces on the conducting structures. The premise is adopted that the source of toroidal asymmetry is the plasma deformation resulting from the non-linear external kink instability that develops during the current quench phase of a disruption. A simple model is presented of the kinked plasma that allows an analytic calculation of the dependence of the toroidal peaking factor (TPF) on the ratio of the halo current to the total toroidal plasma current, Ih/Ip. Expressions for the TPF as a function of Ih/Ip are derived for m/n = 2/1 and m/n = 1/1 helical instabilities. The expressions depend on a single parameter, which measures the amplitude of the saturated state of the kink instability. A comparison with disruption data from experiments shows good agreement. Numerical experiments that simulate non-linear external kinks provide guidance on the values expected for the saturated amplitude. It is proposed that a simple plasma halo model is adequate for assessing the engineering impact of asymmetric halo currents, since the force distribution on the conducting structures depends mainly on the `resistive distribution' of the eddy currents. A brief description is given of an electromagnetics code that calculates the time development of eddy currents in conducting structures, and the code is applied to two halo current disruption scenarios. These are used to emphasize the importance of having an accurate eddy current calculation to correctly estimate the engineering impact of tokamak disruptions.
プラズマ disruption（崩壊）の際、真空容器およびその他のプラズマ対向導体構造には、 substantial なトロイダル方向およびポロイダル方向の渦電流が発生する。プラズマ周辺部を経由して閉路を形成する電荷伝導経路を流れる渦電流はハロー電流と呼ばれ、これらは substantial な大きさに達し得る。トカマクの設計と運転において特に懸念されるのは、ハロー電流分布のトロイダル方向非対称性である。このような非対称分布は、導体構造に不均一で問題となる力を引き起こす。本論文では、トロイダル方向非対称性の起源が、disruption の電流減衰（current quench）段階において発達する非線形外部キンク不安定性によるプラズマ変形であるという前提を採用する。キンク変形したプラズマの単純なモデルを提示し、これにより、ハロー電流と全トロイダルプラズマ電流の比（Ih/Ip）に対するトロイダル増倍係数（TPF）の依存性を解析的に計算することが可能となる。m/n = 2/1 および m/n = 1/1 のヘリカル不安定性について、Ih/Ip の関数としての TPF の式を導出する。これらの式は、キンク不安定性の飽和振幅を表す単一のパラメータに依存する。実験からの disruption データとの比較により、良好な一致が示される。非線形外部キンクを模擬する数値実験は、飽和振幅として期待される値に関する指針を提供する。本論文では、単純なプラズマハローモデルが非対称ハロー電流の工学的影響評価に適切であることを提案する。なぜなら、導体構造上の力分布は主に渦電流の「抵抗性分布」に依存するためである。さらに、導体構造内の渦電流の時間発展を計算する電磁解析コードの概要を述べ、このコードを2つのハロー電流 disruption シナリオに適用する。これらの適用例は、トカマク disruption の工学的影響を正確に評価するために、高精度な渦電流計算が重要であることを強調するものである。