Tearing modes (TM) are a significant challenge for the operation of large tokamak devices as they cause confinement degradation, can lead to a disruption and are part of the disruption process itself. Detecting and characterising tearing modes is basis for both, improved understanding of their evolution as well as adequate countermeasures. The most harmful tearing mode has the toroidal mode number n = 1, which, due to toroidal coupling, usually consists of different helicities, referred to as poloidal harmonics. Determining the poloidal harmonics requires modelling the magnetic measurements with different challenges for rotating and locked modes. Rotating modes produce frequency-dependent shielding currents in conducting structures that modify the perturbation field. Locked modes require pick-up coils measuring mainly the radial perturbation field component , of which there are far fewer than Mirnov coils in ASDEX Upgrade. The agreement between coils and Mirnov coils in a model description can be validated in the low frequency range, where all coils observe the modes and shielding currents are important. We employ a three-dimensional finite element method model to calculate the expected magnetic measurements of the perturbation field produced by an n = 1 tearing mode with a single helicity and frequency. The TMs are represented by helical perturbation currents at the corresponding resonant surfaces while the rest of the plasma is treated as vacuum. We show that, besides the vacuum vessel and the passive stabilisation loop, it is crucial to include other in-vessel components of ASDEX Upgrade. The poloidal composition of an n = 1 TM is determined by the linear superposition of modelled TMs with single helicities that best matches the measurements by a poloidal array of Mirnov coils. The resulting amplitudes and phases of the poloidal harmonics give simulated measurements that are found to be in agreement with their measured values for all coil types.
ティアリングモード(TM)は、閉じ込めの劣化を引き起こし、ディスラプションにつながり得るため、またディスラプション過程そのものの一部であるため、大型トカマク装置の運転にとって重大な課題である。ティアリングモードの検出および特性評価は、その時間発展の理解を深めることと、適切な対策の両方の基礎となる。最も有害なティアリングモードはトロイダルモード数 n = 1 であり、これはトロイダル結合により、通常、ポロイダル高調波と呼ばれる異なるヘリシティから構成される。ポロイダル高調波の決定には、磁気測定のモデル化が必要であり、回転モードとロックドモードでは異なる課題がある。回転モードは、導電構造内に周波数依存性の遮蔽電流を生じさせ、摂動磁場を変化させる。ロックドモードは、主に半径方向摂動磁場成分を測定するピックアップコイルを必要とするが、ASDEX Upgradeでは、そのようなコイルはミルノフコイルよりはるかに少ない。モデル記述におけるB_rコイルとミルノフコイルの一致は、すべてのコイルがモードを観測し、遮蔽電流が重要となる低周波数領域で検証できる。我々は、単一のヘリシティと周波数を持つ n = 1 ティアリングモードによって生成される摂動磁場の期待磁気測定値を計算するために、三次元有限要素法モデルを用いる。TMは、対応する共鳴面上の螺旋状摂動電流によって表され、プラズマの残りの部分は真空として扱われる。我々は、真空容器と受動安定化ループに加えて、ASDEX Upgradeの他の真空容器内構成要素を含めることが極めて重要であることを示す。n = 1 TMのポロイダル構成は、ポロイダルアレイの測定値に最もよく一致する単一ヘリシティのモデル化TMの線形重ね合わせによって決定される。得られたポロイダル高調波の振幅と位相は、シミュレーション測定値がすべてのコイルタイプについて実測値と一致することを示す。