The polarization current associated with a neoclassical tearing mode (NTM) is studied by means of drift kinetic δf simulations. This current has been invoked as a possible explanation for both the observed threshold for the minimum island size that can grow unstable and the scaling of the plasma pressure at the mode onset with the normalized gyroradius, even though the theory is not able to predict the island rotation direction and hence the role (whether stabilizing or destabilizing) of the polarization current for the island evolution. In the numerical approach presented in this paper, the island rotation frequency can be assigned as an input parameter and the corresponding behaviour of the current can be studied. The calculations are performed in toroidal geometry in the presence of a helical perturbation. It is found that kinetic effects lead to a sign reversal of the polarization current for rotation frequencies close to the diamagnetic frequency even for flat pressure profiles, thus influencing both the sign and size of the polarization-current contribution to the NTM evolution.
新古典ティアリングモード(NTM)に伴う分極電流を、ドリフト運動論的δfシミュレーションにより研究した。この電流は、不安定化し得る最小島幅に対する観測された閾値と、規格化ジャイロ半径に対するモード発生時のプラズマ圧力スケーリングの両方を説明し得るものとして提唱されてきたが、理論は島の回転方向、ひいては島の進化に対する分極電流の役割(安定化か不安定化か)を予測することはできない。本論文で提示する数値的アプローチでは、島の回転周波数を入力パラメータとして指定し、それに対応する電流の挙動を研究することができる。計算は、螺旋摂動を伴うトロイダル幾何学において実行される。その結果、運動論的効果により、平坦な圧力分布の場合でも、反磁性周波数に近い回転周波数において分極電流の符号が反転し、それによってNTMの進化に対する分極電流の寄与の符号と大きさの両方が影響を受けることが見出された。