Magnetic island perturbations may cause a reduction in plasma self-driven current that is needed for tokamak operation. A novel effect on tokamak self-driven current revealed by global gyrokinetic simulations is due to magnetic-island-induced 3D electric potential structures, which have the same dominant mode numbers as that of the magnetic island, whereas centered at both the inner and outer edge of the island. The non-resonant potential islands are shown to drive a current through an efficient nonlinear parallel acceleration of electrons. In large aspect ratio (large-A) tokamak devices, this new effect can result in a significant global reduction of the electron bootstrap current when the island size is sufficiently large, in addition to the local current loss across the island region due to the pressure profile flattening. It is shown that there exists a critical magnetic island width for large-A tokamaks beyond which the electron bootstrap current loss is global and increases rapidly with the island size. As such, this process may introduce a size limit for tolerable magnetic islands in large-A tokamak devices in the context of steady state operation. On the other hand, the current loss caused by magnetic islands in low-A tokamaks such as spherical tokamak (ST) NSTX/U is minor. The reduction of the axisymmetric current by magnetic islands scales with the square of island width. However, the loss of the current is mainly local to the island region, and the pace of current loss as the island size increases is substantially slower compared to large-A tokamaks. In particular, the bootstrap current reduction in STs is even smaller in the reactor-relevant high-βp regime where neoclassical tearing modes are more likely to develop.
磁気島摂動は、トカマク運転に必要なプラズマの自発駆動電流を減少させる可能性がある。大局的（グローバル）ジャイロ運動論シミュレーションによって明らかにされたトカマク自発駆動電流への新規な効果は、磁気島によって誘起される3次元電位構造に起因する。この電位構造は、磁気島と同じ支配的モード数を有する一方で、島の内側端と外側端の両方に中心を持つ。非共鳴ポテンシャル島は、電子の効率的な非線形平行方向加速を通じて電流を駆動することが示される。大アスペクト比（large-A）トカマク装置では、この新たな効果は、圧力分布の平坦化による島領域にわたる局所的な電流損失に加えて、島のサイズが十分に大きい場合に電子ブートストラップ電流の有意な全体的減少をもたらし得る。large-Aトカマクには臨界磁気島幅が存在し、それを超えると電子ブートストラップ電流損失は全体的となり、島のサイズとともに急速に増加することが示される。したがって、この過程は、定常運転の観点において、large-Aトカマク装置で許容可能な磁気島のサイズ限界をもたらす可能性がある。一方、球状トカマク（ST）NSTX/Uのような低アスペクト比（low-A）トカマクでは、磁気島によって引き起こされる電流損失は小さい。磁気島による軸対称電流の減少は、島幅の2乗に比例する。しかし、電流損失は主に島領域に局所的であり、島のサイズが増大するにつれての電流損失の進行速度は、large-Aトカマクと比較してかなり遅い。特に、STにおけるブートストラップ電流の減少は、新古典ティアリングモードが発生しやすい炉心関連の高βp領域ではさらに小さい。