Electromagnetic forces generated during hard-to-predict transient events, represent a serious constraint for the operation and design of tokamaks. A sudden loss of plasma stability, triggering plasma thermal and current quenches, leads to the induction of eddy currents in the conducting structures surrounding the plasma column. Interaction of these currents with the magnetic field is responsible for a j × B local force that might compromise the integrity of the device. Here we evaluate the effect of poloidal currents induced in the wall on the local and global forces. To test the earlier analytical predictions (Pustovitov and Kiramov 2018 Plasma Phys. Controlled Fusion60, 045011), we consider a circular tokamak by the numerical tool CarMa0NL (Villone et al 2013 Plasma Phys. Controlled Fusion55, 095008). The results confirm the necessity of incorporating the poloidal currents into the task, as these strongly affect the local stress distribution and the global radial force. The overall agreement between analytical and numerical computation is an additional evidence that CarMa0NL is a sound tool for the prediction of disruption forces in tokamaks. At the same time, the simulation conditions in which the agreement is less satisfactory allow to identify which are the most restrictive assumptions of the analytical model, pointing out the way for future theoretical work.
突発的な事象の際に発生する電磁力は、トカマクの運転と設計にとって深刻な制約となる。プラズマの安定性が突然失われ、プラズマの熱クエンチと電流クエンチが引き起こされると、プラズマ柱を取り囲む導体構造物に渦電流が誘起される。これらの電流と磁場との相互作用により、j × B による局所的な力が生じ、装置の健全性を損なう可能性がある。本論文では、壁に誘起されるポロイダル電流が局所的および全体的な力に及ぼす影響を評価する。先行する解析的予測（Pustovitov and Kiramov 2018, Plasma Phys. Controlled Fusion 60, 045011）を検証するため、数値ツール CarMa0NL（Villone et al 2013, Plasma Phys. Controlled Fusion 55, 095011）を用いて円形トカマクを考察する。結果は、ポロイダル電流を考慮に入れることの必要性を裏付けるものであり、これらの電流が局所的な応力分布と全体的な半径方向の力に強く影響を与えることを示している。解析的計算と数値的計算の全体的な一致は、CarMa0NL がトカマクにおけるディスラプション時の力を予測するための信頼性の高いツールであることのさらなる証拠となる。同時に、両者の一致が不十分なシミュレーション条件は、解析モデルの最も制約的な仮定を特定することを可能にし、今後の理論的研究の方向性を示すものである。