Runaway electrons may be generated in a tokamak during the start up, during normal operation and during a plasma disruption. During a disruption, runaway electrons can be accelerated to high energies, potentially damaging the first wall. To predict the consequences of runaway generation during a disruption, it is necessary to consider resonant interactions of runaways with the bulk plasma. Here we consider the interactions of runaways on low mode number tearing modes. We have developed a fluid runaway electron model for the 3D MHD code M3D-C1 (Jardin et al 2012 J. Comput. Sci. Discovery6 014002). To benchmark, we have reproduced the MHD linear tearing mode results (with runaway electrons) in a circular cylinder presented in previous analytic studies (Helander et al 2007 Phys. Plasmas14 104142) and have extended them here with a numerical eigenvalue calculation. We find that the low mode number tearing mode has a rotation caused by the MHD - runaways interaction and the perturbed toroidal current scale length is much smaller with runaways than without and decreases as the runaway speed increases.
runaway電子は、トカマクにおいて、立ち上げ時、通常運転時、およびプラズマ崩壊時に生成される可能性がある。崩壊時には、runaway電子は高エネルギーまで加速され、第一壁に損傷を与える可能性がある。崩壊時のrunaway生成の結果を予測するためには、runaway電子とバルクプラズマとの共鳴相互作用を考慮する必要がある。ここでは、低モード数のティアリングモードに対するrunaway電子の相互作用を考察する。我々は、3D MHDコードM3D-C1（Jardinら 2012 J. Comput. Sci. Discovery 6 014002）用の流体runaway電子モデルを開発した。ベンチマークとして、円筒形状におけるMHD線形ティアリングモードの結果（runaway電子を含む）を再現した。これは、先行する解析的研究（Helanderら 2007 Phys. Plasmas 14 104142）で提示されたものであり、さらに数値固有値計算によって拡張した。低モード数のティアリングモードは、MHDとrunaway電子の相互作用によって回転を生じ、摂動トロイダル電流のスケール長は、runaway電子がない場合よりもある場合の方がはるかに短く、runaway電子の速度が増加するにつれて短くなることがわかった。