The successful application of three-dimensional (3D) magnetohydrodynamic (MHD) spectroscopy in the stable DIII-D and EAST plasmas enables to directly extract the multi-mode plasma transfer function in tokamak experiments. The transfer function not only reveals the contribution of each dominant MHD eigenmode in the multi-model plasma response, but also quantifies the corresponding eigenvalue which is the critical stability index of MHD mode. The method performs the active detection of stable plasma by utilizing the upper and lower rows of internal coils to scan the frequency and poloidal spectrum of the applied 3D field, and reconstructing the multi-mode transfer functions model through the least square fitting of the plasma response measured by 3D-field magnetic sensors distributed at different poloidal locations. The results point to the potential development of an advanced strategy for tracking the plasma stability based on the extracted eigenvalues of stable modes. The improved understanding of the dominant eigenmodes' behavior in multi-mode plasma response through transfer function can also help to optimize the applied 3D fields for the purposes, such as the type-I edge localized mode suppression and the core stability control in future fusion reactors.
DIII-DおよびEASTの安定したプラズマにおける3次元(3D)磁気流体力学(MHD)分光法の適用成功により、トカマク実験においてマルチモードプラズマ伝達関数を直接抽出することが可能となった。伝達関数は、マルチモードプラズマ応答における各主要MHD固有モードの寄与を明らかにするだけでなく、MHDモードの臨界安定性指標となる対応する固有値を定量化する。本手法は、上下のアレイの内部コイルを用いて印加3D磁場の周波数とポロイダルスペクトルを走査し、異なるポロイダル位置に配置された3D磁場センサーで測定されたプラズマ応答の最小二乗フィッティングによりマルチモード伝達関数モデルを再構成することにより、安定プラズマの能動的検出を行う。この結果は、安定モードの抽出された固有値に基づくプラズマ安定性追跡のための先進的戦略の開発の可能性を示すものである。また、伝達関数によるマルチモードプラズマ応答における主要固有モードの挙動の理解向上は、将来の核融合炉における第一種周辺局在モードの抑制やコアプラズマの安定性制御などの目的のために印加3D磁場を最適化するのに役立つ可能性がある。