The paper is devoted to the nonlinear evolution of the single tearing type perturbation in a plasma configuration with magnetic shear. The primary effect in the study of the nonlinear dynamics of the magnetic perturbation is the modification of the orbits of resonant particles caused by the chain of magnetic islands, moving along the magnetic surface due to drift effects. The structure of a parallel electric field and its influence on ion dynamics, including the so-called 'integral' effects dealing with the finiteness of the Larmor radius, are incorporated in the nonlinear analysis. Nonlinear growth rates and saturation widths of the magnetic islands are evaluated. The drift tearing mode is found to have metastable properties: the perturbations of finite amplitude which are damped in the linear approximation appear to be nonlinearly unstable. The authors discuss the energetics of such a hard regime of instability onset and the nonlinear stabilization mechanisms. The influence of a uniform stationary plasma background (BG) is considered. The presence of the cold dense BG slows down the growth of aperiodical instability and decreases the threshold of its nonlinear saturation. The field-aligned oscillation of BG electrons has a strong stabilizing effect on the drift tearing mode, even if their density is relatively small. When the density of the BG plasma exceeds the density of the current-carrying plasma, drift tearing modes cannot exist. The presence of the BG plasma strengthens the metastable properties of configurations with magnetic shear. The nonlinear growth rates and thresholds of linear and nonlinear stabilization are evaluated for a wide range of parameters (densities, temperatures) of current-carrying and BG plasmas.
本論文は、磁気シアを有するプラズマ配位における単一テアリング型摂動の非線形発展に焦点を当てたものである。磁気摂動の非線形ダイナミクスの研究における主要な効果は、ドリフト効果により磁気面に沿って移動する磁気島の連鎖によって引き起こされる共鳴粒子の軌道の変形である。平行電場の構造と、ラーモア半径の有限性を扱ういわゆる「積分」効果を含むイオンダイナミクスへのその影響は、非線形解析に組み込まれている。磁気島の非線形成長率と飽和幅が評価される。ドリフトテアリングモードは準安定性を有することが見出される：線形近似では減衰する有限振幅の摂動が、非線形的には不安定となる。著者らは、このようなハードな不安定性発現機構のエネルギー論と、非線形安定化メカニズムについて議論する。一様な定常背景プラズマ（BG）の影響が考察される。低温高密度BGの存在は、非周期的不安定性の成長を遅らせ、その非線形飽和の閾値を低下させる。BG電子の磁場に沿った振動は、その密度が比較的小さい場合でも、ドリフトテアリングモードに対して強い安定化効果を有する。BGプラズマの密度が電流担持プラズマの密度を超えると、ドリフトテアリングモードは存在し得ない。BGプラズマの存在は、磁気シアを有する配位の準安定特性を強化する。電流担持プラズマおよびBGプラズマの広範なパラメータ（密度、温度）に対して、非線形成長率ならびに線形および非線形安定化の閾値が評価される。