Neoclassical tearing modes (NTM) must be controlled or suppressed to prevent a degradation of the energy confinement in tokamak plasmas. This can be done applying RF-current via electron cyclotron current drive and -heating at the rational surface where the instability appears. Both the current and heating generated by the RF waves are known to provide a stabilizing effect on the magnetic island. In the present work, we address the issue of neoclassical tearing mode stabilization by heating and current drive in an ITER-like configuration, using a stiff transport model. From a revised generalized Rutherford equation, we revisit the criterion on the RF current and power required to stabilize an NTM, showing that the level of plasma background heating (residual heat sources) in ITER significantly lowers the benefit of the RF heating contribution. Nonlinear magnetohydrodynamic simulations with the XTOR code, where a stiff transport model as well as RF-power and -current drive are implemented, are performed to compute the NTM stabilization efficiency. The stabilization efficiency due to the RF current contribution is found to be less than theoretically predicted in the case of continuous application, but consistent with theory in the modulated control scheme, suggesting an enhanced destabilization at the X-point. The role of RF heating for continuous application is found to be moderate for the range of power envisaged in ITER, essentially because of the detrimental effect of residual heat sources. This numerical work confirms the capability of the ITER RF system to control the NTM.
新古典ティアリングモード（NTM）は、トカマクプラズマにおけるエネルギー閉じ込めの劣化を防ぐために、制御または抑制されなければならない。これは、不安定性が現れる有理面において、電子サイクロトロン電流駆動および加熱によるRF電流を印加することによって行うことができる。RF波によって生成される電流と加熱の両方が、磁気島に対して安定化効果をもたらすことが知られている。本研究では、剛性輸送モデルを用いて、ITER類似配位における加熱および電流駆動による新古典ティアリングモードの安定化の問題に取り組む。修正された一般化ラザフォード方程式から、NTMを安定化するために必要なRF電流およびパワーに関する基準を再検討し、ITERにおけるプラズマ背景加熱（残留熱源）のレベルがRF加熱寄与の利点を有意に低下させることを示す。剛性輸送モデルならびにRFパワーおよび電流駆動が実装されたXTORコードを用いた非線形磁気流体力学シミュレーションを実行し、NTM安定化効率を計算する。RF電流寄与による安定化効率は、連続印加の場合には理論的に予測されるよりも低いことが見出されたが、変調制御方式では理論と一致し、X点における不安定性の増強が示唆される。連続印加におけるRF加熱の役割は、ITERで想定されるパワー範囲においては穏やかであることが見出された。これは主に、残留熱源の有害な効果によるものである。この数値研究は、ITERのRFシステムがNTMを制御する能力を確認するものである。