The effect of externally applied resonant magnetic perturbations (RMPs) on the growth of magnetic islands is investigated based on two-fluid equations. It is found that if the local bi-normal electron fluid velocity at the resonant surface is sufficiently large, static RMPs of the same helicity and of moderate amplitude can suppress the growth of magnetic islands in high-temperature plasmas. These islands will otherwise grow, driven by an unfavorable plasma current density profile and bootstrap current perturbation. These results indicate that the error field can stabilize island growth, if the error field amplitude is not too large and the local bi-normal electron fluid velocity is not too low. They also indicate that applied rotating RMPs with an appropriate frequency can be utilized to suppress island growth in high-temperature plasmas, even for a low bi-normal electron fluid velocity. A significant change in the local equilibrium plasma current density gradient by small amplitude RMPs is found for realistic plasma parameters, which are important for the island stability and are expected to be more important for fusion reactors with low plasma resistivity.
外部から印加された共鳴磁気摂動(RMP)が磁気島の成長に及ぼす影響を、二流体方程式に基づいて調べた。共鳴面における局所的なバイノーマル電子流体速度が十分に大きい場合、同じヘリシティを有する静的なRMPは、適度な振幅であれば高温プラズマ中の磁気島の成長を抑制できることが見出された。これらの島は、そうでなければ、好ましくないプラズマ電流密度分布と電流摂動によって駆動され成長する。これらの結果は、誤差磁場の振幅が大きすぎず、局所的なバイノーマル電子流体速度が低すぎない場合、誤差磁場が島の安定化に寄与し得ることを示している。また、回転するRMPを適切な周波数で印加すれば、バイノーマル電子流体速度が低い場合でも、高温プラズマ中の島の成長を抑制できることを示している。現実的なプラズマパラメータに対して、小さな振幅のRMPが局所的な平衡プラズマ電流密度勾配に有意な変化を引き起こすことが見出された。この変化は島の安定性にとって重要であり、プラズマ抵抗率が低い核融合炉においてより重要になると予想される。