Magnetic equilibria of central regions of the plasma in a regime with the current hole with a large radius in JT-60U have been analysed. The analysis was based on solutions of the Grad–Shafranov equation with prescribed dependence of the poloidal flux function Ψ on minor radius at the outer midplane, corresponding to experimentally measured current density j|| profile. The code separates total toroidal current density into Ohmic plus externally driven (jex), bootstrap (jbs) and Pfirsch–Schlüter (jps) contributions. Under experimental conditions of JT-60U, the latter was found to dominate at the edge of the current hole. The experimentally observed sharp j|| rise at the edge of the current hole is mostly attributed to jps. This is caused by very high safety factor q at the edge of the current hole (∼100 or larger), which both increases Pfirsch–Schlüter current and decreases relative contribution of the bootstrap current (the latter—due to high dimensionless electron collisionality νe*, with the plasma being in the plateau collisionality regime). The results also reveal an important role played by Ohmic and/or externally driven current (e.g. by electron cyclotron current drive) at the edge of the current hole, for existence of closed magnetic surfaces. A certain amount of jex is necessary to compensate for negative Pfirsch–Schlüter current at the inboard side of the current hole edge, which may otherwise cause a local drop in poloidal magnetic field and the formation of an internal X-point.
JT-60Uにおける大半径の電流ホールを有するプラズマ領域の磁気平衡を解析した。この解析は、外側中平面におけるポロイダル磁束関数Ψの小半径依存性を規定したグレード・シャフラノフ方程式の解に基づいており、これは実験的に測定された電流密度j||分布に対応する。コードは、全トロイダル電流密度をオーミック電流と外部駆動電流(jex)、ブートストラップ電流(jbs)、ピルシュ・シュリューター電流(jps)の寄与に分離する。JT-60Uの実験条件下では、後者(jps)が電流ホールの端で支配的であることが判明した。実験的に観測された電流ホール端での急峻なj||の上昇は、主にjpsに起因する。これは、電流ホール端での安全係数qが非常に高いこと(約100以上)によるものであり、これによりピルシュ・シュリューター電流が増大し、ブートストラップ電流の相対的寄与が減少する(後者は、プラズマがプラトー衝突領域にあることによる高次元化された電子衝突周波数νe*に起因する)。また、これらの結果は、閉磁気面の存在のために電流ホール端においてオーミック電流および/または外部駆動電流(例えば電子サイクロトロン電流駆動)が重要な役割を果たすことを示している。電流ホール端の内側では、ピルシュ・シュリューター電流が負となることを補償するために、ある程度のjexが必要であり、これがなければポロイダル磁場の局所的な低下と内部X点の形成を引き起こす可能性がある。