The dynamics of magnetic islands including toroidal rotation in tokamaks is studied. It is found that the contribution of toroidal rotation to the dynamics of magnetic islands is mainly through the coupling of magnetic curvature with pressure and density. In the presence of toroidal rotation, pressure and density are poloidal asymmetric. Then, their coupling with magnetic curvature provides a perpendicular current, and a corresponding return parallel current is induced to affect the dynamics of magnetic islands. It is found that the effect of toroidal rotation depends on its magnitude, rather than the shear. It also depends on the relative magnitude of the island propagation frequency to sound frequency. When the Mach number is large enough, the effect of toroidal rotation is stabilizing and dramatic, and overcomes the contribution of polarization current, namely the onset threshold of NTMs increases. Further, it is also suggested that the toroidal rotation plays an important role in the stability of small scale magnetic islands.
トカマクにおけるトロイダル回転を含む磁気島のダイナミクスを研究した。トロイダル回転の磁気島のダイナミクスへの寄与は、主に磁気曲率と圧力および密度との結合を通じてもたらされることが見出された。トロイダル回転が存在する場合、圧力と密度はポロイダル方向に非対称となる。その際、それらと磁気曲率との結合は垂直電流を生じさせ、対応する帰還平行電流が誘起されて磁気島のダイナミクスに影響を与える。トロイダル回転の効果は、シアではなくその大きさに依存することが見出された。また、その効果は、音響周波数に対する島伝播周波数の相対的な大きさにも依存する。マッハ数が十分に大きい場合、トロイダル回転の効果は安定化効果であり顕著であり、分極電流の寄与を上回る。すなわち、NTMの発生閾値が増大する。さらに、トロイダル回転が小規模磁気島の安定性において重要な役割を果たすことも示唆される。