Non-linear MHD calculations of the m/n = 2/1 free boundary kink mode in a cylindrical tokamak are carried out by taking account of the parallel diffusion of resistivity. 'Vacuum bubbles' are formed inside the plasma for qa somewhat smaller than 2. When 1.75 < qa < 1.9 for q0/qa = 0.5 (q0 is the safety factor at the magnetic axis and qa is that at the plasma surface), the plasma column shrinks with elliptic deformation, the value of qa decreases in time, the plasma becomes stable against the m/n = 2/1 mode, and finally, a damped oscillation is observed. Interaction between the plasma and the material limiter causes the shrinkage for all unstable values of qa. When q0 is nearly equal to or larger than unity, the plasma shrinks rapidly, and qa can be reduced to values below unity, upon which the m/n = 1/1 kink mode becomes unstable. The plasma shrinkage is a candidate for major disruptions in a tokamak discharge with qa less than or equal to 2.
円柱トカマクにおけるm/n = 2/1自由境界キンクモードの非線形MHD計算を、抵抗率の平行拡散を考慮して実施した。q_aが2よりやや小さい場合、プラズマ内部に「真空泡」が形成される。q_0/q_a = 0.5(q_0は磁気軸上の安全係数、q_aはプラズマ表面の安全係数)において1.75 < q_a < 1.9の場合、プラズマ柱は楕円変形を伴って収縮し、q_aの値は時間とともに減少し、プラズマはm/n = 2/1モードに対して安定化し、最終的に減衰振動が観測される。プラズマとリミッターとの相互作用により、すべての不安定なq_aの値に対して収縮が生じる。q_0が1にほぼ等しいかそれ以上の場合、プラズマは急速に収縮し、q_aは1未満の値にまで減少し得る。その時点でm/n = 1/1キンクモードが不安定となる。プラズマ収縮は、q_aが2以下であるトカマク放電における大規模崩壊(メジャー・ディスラプション)の候補メカニズムである。