A database has been developed to study the evolution, the nonlinear effects on equilibria, and the disruptivity of locked and quasi-stationary modes with poloidal and toroidal mode numbers m = 2 and n = 1 at DIII-D. The analysis of 22500 discharges shows that more than 18% of disruptions are due to locked or quasi-stationary modes with rotating precursors (not including born locked modes). A parameter formulated by the plasma internal inductance li divided by the safety factor at 95% of the poloidal flux, q95, is found to exhibit predictive capability over whether a locked mode will cause a disruption or not, and does so up to hundreds of milliseconds before the disruption. Within 20 ms of the disruption, the shortest distance between the island separatrix and the unperturbed last closed flux surface, referred to as dedge, performs comparably to in its ability to discriminate disruptive locked modes. Out of all parameters considered, dedge also correlates best with the duration of the locked mode. Disruptivity following a m/n = 2/1 locked mode as a function of the normalized beta, , is observed to peak at an intermediate value, and decrease for high values. The decrease is attributed to the correlation between and q95 in the DIII-D operational space. Within 50 ms of a locked mode disruption, average behavior includes exponential growth of the n = 1 perturbed field, which might be due to the 2/1 locked mode. Surprisingly, even assuming the aforementioned 2/1 growth, disruptivity following a locked mode shows little dependence on island width up to 20 ms before the disruption. Separately, greater deceleration of the rotating precursor is observed when the wall torque is large. At locking, modes are often observed to align at a particular phase, which is likely related to a residual error field. Timescales associated with the mode evolution are also studied and dictate the response times necessary for disruption avoidance and mitigation. Observations of the evolution of during a locked mode, the effects of poloidal beta on the saturated width, and the reduction in Shafranov shift during locking are also presented.
データベースが開発され、DIII-Dにおけるm = 2、n = 1のポロイダルおよびトロイダルモード数を有するロックモードと準定常モードの進化、非線形効果、および平衡状態への影響を研究している。22500回の放電の解析により、回転する前駆体を伴うロックモードまたは準定常モードによるディスラプションが18%以上を占めることが示されている（生来のロックモードは含まない）。プラズマ内部インダクタンスliをポロイダル磁束の95%における安全係数q95で除したパラメータは、ロックモードがディスラプションを引き起こすかどうかに対する予測能力を示し、ディスラプションの数百ミリ秒前まで有効である。ディスラプションの20ミリ秒以内では、島のセパラトリクスと摂動を受けていない最終閉磁気面との間の最短距離であるdedgeが、ディスラプティブなロックモードを識別する能力においてli/q95と同等の性能を発揮する。検討したすべてのパラメータの中で、dedgeはロックモードの持続時間とも最もよく相関する。m/n = 2/1のロックモードに続くディスラプティビティは、規格化ベータの関数として中間値でピークに達し、高値側で減少することが観測される。この減少は、DIII-Dの運転空間における規格化ベータとq95の相関に起因する。ロックモードのディスラプションの50ミリ秒以内では、n = 1の摂動磁場の平均的な挙動として指数関数的成長が見られ、これは2/1ロックモードに起因する可能性がある。驚くべきことに、前述の2/1成長を仮定しても、ロックモードに続くディスラプティビティは、ディスラプションの20ミリ秒前までの島幅に対してほとんど依存性を示さない。さらに、回転する前駆体の減速が大きい場合、壁トルクが大きいことが観測される。ロック時には、モードは残留誤差磁場に関連する特定の位相に整列することが多い。モード進化に伴う時間スケールも研究されており、ディスラプション回避および緩和に必要な応答時間を決定づける。ロックモード中のliの進化、ポロイダルベータが飽和島幅に及ぼす影響、およびロック中のシャフラノフシフトの低減に関する観測結果も提示される。