The high beta tokamak-extended pulse (HBT-EP) magnetohydrodynamic (MHD) mode control research program is studying ITER relevant internal modular feedback control coil configurations and their impact on kink mode rigidity, advanced digital control algorithms and the effects of plasma rotation and three-dimensional magnetic fields on MHD mode stability. A new segmented adjustable conducting wall has been installed on the HBT-EP and is made up of 20 independent, movable, wall shell segments instrumented with three distinct sets of 40 saddle coils, totaling 120 in-vessel modular feedback control coils. Each internal coil set has been designed with varying toroidal angular coil coverage of 5, 10 and 15°, spanning the toroidal angle range of an ITER port plug based internal coil to test resistive wall mode (RWM) interaction and multimode MHD plasma response to such highly localized control fields. In addition, we have implemented 336 new poloidal and radial magnetic sensors to quantify the applied three-dimensional fields of our control coils along with the observed plasma response. This paper describes the design and implementation of the new control shell incorporating these control and sensor coils on the HBT-EP, and the research program plan on the upgraded HBT-EP to understand how best to optimize the use of modular feedback coils to control instability growth near the ideal wall stabilization limit, answer critical questions about the role of plasma rotation in active control of the RWM and the ferritic resistive wall mode, and to improve the performance of MHD control systems used in fusion experiments and future burning plasma systems.
高ベータトカマク・エクステンデッドパルス（HBT-EP）磁気流体力学（MHD）モード制御研究プログラムは、ITERに関連する内部モジュール式フィードバック制御コイル構成と、キンクモードの剛性への影響、先進デジタル制御アルゴリズム、およびプラズマ回転と三次元磁場がMHDモード安定性に及ぼす影響を研究している。HBT-EPには新しいセグメント化された調整可能な導体壁が設置され、20個の独立した可動式壁シェルセグメントで構成され、それぞれに3つの異なる40個のサドルコイルセットが装備され、合計120個の真空容器内モジュール式フィードバック制御コイルとなっている。各内部コイルセットは、5°、10°、15°の異なるトロイダル角度コイルカバレッジで設計されており、ITERポートプラグベースの内部コイルのトロイダル角度範囲にわたって、抵抗性壁モード（RWM）相互作用と、そのような高度に局在化した制御場に対するマルチモードMHDプラズマ応答を試験する。さらに、我々は336個の新しいポロイダルおよびラジアル磁気センサーを実装し、制御コイルの印加三次元磁場と観測されたプラズマ応答を定量化する。本論文は、HBT-EPにおけるこれらの制御コイルとセンサーコイルを組み込んだ新しい制御シェルの設計と実装、およびアップグレードされたHBT-EPにおける研究プログラム計画について述べる。その計画は、理想壁安定化限界近くでの不安定性成長を制御するためのモジュール式フィードバックコイルの最適な使用方法を理解し、RWMおよびフェライト抵抗性壁モードのアクティブ制御におけるプラズマ回転の役割に関する重要な疑問に答え、核融合実験および将来の燃焼プラズマシステムで使用されるMHD制御システムの性能を向上させることを目的とする。