Assessing magnetohydrodynamic stability of the envisaged scenarios for the operation of a new tokamak is of primary importance for machine performance and safety. COMPASS Upgrade (COMPASS-U) is a compact tokamak which is being built at the Institute of Plasma Physics in Prague; COMPASS-U will explore various plasma scenarios, characterized by different magnetic fields, plasma currents and plasma shapes. Systematic stability calculations with MARS-F code (Liu et al 2000 Phys. Plasmas7 3681) were performed on the main representative scenarios for COMPASS-U operation and the most unstable modes were identified. The considered scenarios were found to be unstable to internal kink modes, which implies the presence of sawtooth activity. On the other hand, the nominal β (ratio of the volume-averaged plasma pressure to the magnetic pressure) of the scenarios is below the no-wall limit for stability to external kink modes. The main scenarios, characterized by , are stable with respect to tearing modes for nominal β because of the stabilizing Glasser–Greene–Johnson effect, while scenarios with are expected to be unstable for finite β. The stabilization produced by an ideal wall placed close to the plasma suggests that the finite-β destabilization is caused by coupling to pressure-driven external modes. A preliminary assessment of stability with respect to pressure-driven modes was attempted. Stability with respect to neoclassical tearing modes (NTMs) was assessed by using generalized Rutherford equation; stabilization of NTMs by electron cyclotron heating and current drive was evaluated.
新しいトカマクの運転のために想定されたシナリオの磁気流体力学安定性を評価することは、装置の性能と安全性にとって最も重要である。COMPASS Upgrade (COMPASS-U) は、プラハのプラズマ物理学研究所で建設中のコンパクトトカマクであり、COMPASS-U は、異なる磁場、プラズマ電流、プラズマ形状によって特徴づけられる様々なプラズマシナリオを調査する予定である。MARS-Fコード (Liu et al 2000 Phys. Plasmas7 3681) を用いた系統的安定性計算を、COMPASS-U運転の主な代表シナリオに対して実施し、最も不安定なモードを同定した。検討したシナリオは内部キンクモードに対して不安定であることが分かり、これは鋸歯状活動の存在を示唆する。一方、シナリオの公称β（体積平均プラズマ圧力の磁気圧に対する比）は、外部キンクモードに対する安定性の無壁限界を下回っている。主なシナリオは、 によって特徴づけられ、Glasser–Greene–Johnson効果による安定化のため、公称βではテアリングモードに対して安定である。一方、 を持つシナリオは、有限βでは不安定になると予想される。プラズマの近くに配置された理想壁によって生じる安定化は、有限βでの不安定化が圧力駆動外部モードとの結合によって引き起こされることを示唆している。圧力駆動モードに対する安定性の予備的評価が試みられた。新古典テアリングモード（NTMs）に対する安定性は、一般化ラザフォード方程式を用いて評価された。電子サイクロトロン加熱および電流駆動によるNTMsの安定化が評価された。