This paper describes the modelling of the feedback control and rotational stabilization of the resistive wall mode (RWM) in tokamaks. A normal mode theory for the feedback stabilization of the RWM has been developed for an ideal plasma with no toroidal rotation. This theory has been numerically implemented for general tokamak geometry and applied to the DIII-D tokamak. A general formulation is further developed for the feedback stabilization of a tokamak with toroidal rotation and plasma dissipation. It has been used to understand the role of the external resonant field in affecting the plasma stability and compared with the resonant field amplification phenomenon observed in DIII-D. The effectiveness of a differentially rotating resistive wall in stabilizing the RWM has also been studied numerically. It is found that for a non-circular tokamak, a wide range of flow patterns are all effective. The structure of the RWM predicted from ideal MHD theory has been compared with signals from various diagnostics. It is also projected that based on DIII-D results scaled up to the ITER-FEAT, 33 MW of 1 MeV negative neutral beam injection will be able to sustain plasma rotation sufficient to stabilize the RWM without relying on feedback.
本論文は、トカマクにおける抵抗性壁モード（RWM）のフィードバック制御と回転安定化のモデリングについて述べている。トロイダル回転を伴わない理想プラズマに対するRWMのフィードバック安定化のためのノーマルモード理論が開発された。この理論は、一般的なトカマク幾何学に対して数値的に実装され、DIII-Dトカマクに適用された。トロイダル回転とプラズマ散逸を伴うトカマクのフィードバック安定化のための一般的な定式化がさらに発展された。これは、外部共鳴磁場がプラズマ安定性に及ぼす影響を理解するために用いられ、DIII-Dで観測された共鳴磁場増幅現象と比較された。非円形トカマクにおいて、回転する抵抗性壁がRWMを安定化する効果が数値的に研究された。その結果、非円形トカマクでは、広範囲の流れパターンがすべて有効であることが見出された。理想MHD理論から予測されるRWMの構造が、様々な診断装置からの信号と比較された。さらに、DIII-Dの結果をITER規模にスケーリングした場合、33 MWの1 MeV負中性子ビーム入射が、フィードバックに依存せずにプラズマ回転を維持し、RWMを安定化するのに十分であることが予測された。