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Effects of reversed magnetic shear on the plasma rotation stabilization of resistive wall modes in tokamaks

Sui Wan, Ping Zhu, Linjin Zheng2026年1月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Effects of reversed magnetic shear on the plasma rotation stabilization of resistive wall modes (RWMs) in tokamaks are investigated using the AEGIS code. magnetohydrodynamic equilibria in toroidal configuration from circular cross-sections to realistic China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR)-like scenarios with various magnetic shear profiles are considered. Two critical aspects of the n = 1 RWM are examined: the influence of toroidal rotation on the RWM-unstable range and the toroidal rotation frequency thresholds required for complete stabilization. It is found that strongly reversed magnetic shear consistently broadens the RWM-unstable βN range in both circular and CFETR equilibria when toroidal rotation is included. Furthermore, reversed magnetic shear significantly reduces the rotational stabilization, resulting in narrower wall-stabilization window width and notably higher toroidal rotation frequency thresholds required for complete RWM suppression compared to the cases with positive shear only. These results clearly demonstrate that the reversed magnetic shear in the advanced tokamak configuration imposes more stringent requirements for the effective toroidal rotation stabilization of the n = 1 RWM.

日本語訳

トカマクにおける抵抗性壁モード(RWM)のプラズマ回転安定化に対する逆転磁気シアの効果をAEGISコードを用いて調べた。円形断面から様々な磁気シア分布を持つ現実的な中国核融合工学試験炉(CFETR)類似シナリオまでのトロイダル配位における磁気流体平衡を考慮した。n=1 RWMの2つの重要な側面、すなわちトロイダル回転がRWM不安定βN範囲に及ぼす影響と、完全安定化に必要なトロイダル回転周波数閾値を調べた。トロイダル回転を含めた場合、強い逆転磁気シアは円形およびCFETR平衡の両方においてRWM不安定βN範囲を一貫して広げることが分かった。さらに、逆転磁気シアは回転安定化を著しく低下させ、正のシアのみの場合と比較して、壁安定化窓幅が狭くなり、RWMの完全抑制に必要なトロイダル回転周波数閾値が顕著に高くなる。これらの結果は、先進トカマク配位における逆転磁気シアが、n=1 RWMの効果的なトロイダル回転安定化に対してより厳しい要件を課すことを明確に示している。

wiki

Plasma rotationResistive wall modeMagnetic shearReversed magnetic shear

AIによる論文要約

トカマクにおける抵抗性壁モードのプラズマ回転安定化に対する反転磁気シアの効果
JAトカマクプラズマの安定性や先進運転シナリオに関心のある核融合研究者、特にCFETRのような装置の設計に携わる方。#tokamak #resistivewallmode #magnetic shear #CFETR #plasmarotation
LLM向け: {"Title": "Effects of reversed magnetic shear on the plasma rotation stabilizati…

この研究では、トカマクの抵抗性壁モード(RWM)の安定化に対する反転磁気シアの影響をAEGISコードを用いて調べました。円形断面からCFETRのような現実的な形状まで、さまざまな磁気シアプロファイルを考慮しました。その結果、反転磁気シアはトロイダル回転を含む場合にRWM不安定なβN範囲を広げ、回転安定化効果を著しく低下させることが分かりました。これにより、RWMを完全に抑制するために必要な回転周波数閾値が上昇し、壁安定化幅が狭まります。この結果は、先進トカマク配位における反転磁気シアが、n=1 RWMの効果的な回転安定化により厳しい条件を課すことを示しています。

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