The effect of coupling between vertical and radial plasma motions, originating from the asymmetric features of plasma configuration, provides new and interesting problems. A plasma column moves vertically even when it is disturbed radially by some kinds of perturbations. The tokamak with single-null poloidal divertor configuration and up—down asymmetry, has two types of coupling effects: one is due to the asymmetry of external equilibrium field and the other is due to the asymmetry of eddy currents induced in structures surrounding the plasma, such as first wall and blanket. Stability analysis and simulations on plasma position control have been carried out for the tokamak reactor with up—down asymmetric configuration peculiar to the single-null poloidal divertor. The results indicate that the effect of the asymmetry of the equilibrium field is governing; the up—down asymmetry enhances a growth rate of plasma vertical instability compared to a symmetric case; and the stability criteria for the asymmetric system should be modified.Large vertical displacements toward the divertor plates are observed in the simulations on plasma position control when large disturbances are applied to the plasma, e.g. 40% reduction of poloidal beta, βp, and normalized internal plasma inductance, li. It is quite difficult to suppress the vertical movement with a practical control power level, although the radial movement could be controlled. Plasma with the single-null divertor would therefore interact strongly with the divertor plates, or the first wall near the divertor plates, and would be disrupted at some level of radial perturbations, while for such perturbations a plasma with up—down symmetry (e.g. double-null divertor configuration) could attain equilibrium and be shut down in a controlled manner.
垂直方向と径方向のプラズマ運動の結合効果は、プラズマ配位の非対称性に起因するものであり、新たな興味深い問題を提起する。プラズマ柱は、ある種の摂動によって径方向に擾乱された場合でも、垂直方向に運動する。単一零次（シングルヌル）ポロイダルダイバータ配位と上下非対称性を有するトカマクには、2種類の結合効果が存在する。1つは外部平衡磁場の非対称性に起因し、もう1つは第一壁やブランケットなどのプラズマ周辺構造物に誘起される渦電流の非対称性に起因する。単一零次ポロイダルダイバータ配位に特有の上下非対称性を有するトカマク炉について、プラズマ位置制御の安定性解析とシミュレーションを実施した。その結果、平衡磁場の非対称性の影響が支配的であることが示された。上下非対称性は、対称な場合と比較して、プラズマの垂直不安定性の成長率を増大させる。したがって、非対称系における安定性基準は修正されるべきである。プラズマ位置制御のシミュレーションにおいて、ポロイダルベータβpの40%低減や規格化内部インダクタンスliの変化などの大きな擾乱を印加した場合、プラズマはダイバータ板方向への大きな垂直変位を示すことが観測された。実用的な制御電力レベルでは、径方向の運動は制御可能であるものの、垂直方向の運動を抑制することは極めて困難である。したがって、単一零次ダイバータ配位のプラズマは、ダイバータ板またはその近傍の第一壁と強く相互作用し、ある程度の径方向摂動レベルでディスラプションに至る可能性がある。一方、上下対称な配位（例えば二重零次ダイバータ配位）のプラズマでは、同様の摂動に対して平衡を維持し、制御された方法でシャットダウンが可能である。