It is well known that stabilization of the resistive wall mode (RWM) may allow fusion power to be significantly increased for a given magnetic field in advanced tokamak operation. The principle of stabilization of the RWM by rotation has been established both experimentally and theoretically. Recent experimental results have indicated stabilization of the RWM has been achieved with very small levels of rotation using balanced neutral beam injection. The framework of Connor et al (Connor et al 1988 Phys. Fluids31 577) is used to develop two ideal plasma analytic toroidal models where stepped pressure profiles and careful ordering of terms are used to simplify the analysis. The first model has one resonant layer in the plasma and two resistive walls and the second has two resonant layers and one resistive wall. The RWM can be stabilized with slow rotation (∼0.5%ΩA, where ΩA is the Alfvénic rotation frequency) of a secondary resistive wall. A secordary rotating resistive wall can only stabilize the plasma if a perfectly conducting wall at that location would stabilize the plasma. Differential rotation in the plasma is investigated by rotating two resonant layers in the plasma at different rates. It is found in this model that differential rotation of the outer resonant surface can stabilize the RWM, with no rotation required at the inner surface. However, stabilization is not possible with the outer surface static and the inner surface rotating. Experimental rotation profiles for balanced neutral beam shots have higher levels of rotation near the plasma edge showing differential rotation between the outer surface and the wall may be part of the RWM stabilization mechanism.
抵抗性壁モード(RWM)の安定化により、先進トカマク運転において、所定の磁場に対する核融合出力を大幅に増加させ得ることがよく知られている。回転によるRWMの安定化の原理は、実験的にも理論的にも確立されている。最近の実験結果は、バランス型中性粒子ビーム入射を用いて、非常に小さな回転レベルでRWMの安定化が達成されたことを示している。Connorら(Connor et al 1988 Phys. Fluids31 577)の枠組みを用いて、段階的压力プロファイルと項の注意深い順序付けを用いて解析を簡略化する2つの理想プラズマ解析モデルを開発する。最初のモデルはプラズマ中に1つの共鳴層と2つの抵抗性壁を持ち、2番目のモデルは2つの共鳴層と1つの抵抗性壁を持つ。RWMは、二次抵抗性壁のゆっくりとした回転(∼0.5%ΩA、ここでΩAはアルフヴェン回転周波数)によって安定化できる。二次の回転する抵抗性壁は、その位置にある完全導体壁がプラズマを安定化する場合にのみ、プラズマを安定化できる。プラズマ中の差動回転は、プラズマ中の2つの共鳴層を異なる速度で回転させることによって調べられる。このモデルでは、外側の共鳴表面の差動回転がRWMを安定化でき、内側の表面では回転が不要であることが見出された。しかしながら、外側の表面が静止し、内側の表面が回転する場合には、安定化は不可能である。バランス型中性粒子ビームショットの実験的回転プロファイルは、プラズマ端付近でより高い回転レベルを示し、外側の表面と壁の間の差動回転がRWM安定化機構の一部である可能性を示している。