A new and interesting phenomenon that the toroidal current profile, which at first exhibits peaking due to ohmic heating, flattens around the magnetic axis is obtained through a full compressible resistive MHD simulation for a 3-D toroidal geometry. It is concluded that the current flattening is caused by non-linear excitation of the unstable m=1/n=1 resistive kink mode, specifically by the quasi-linear effect of the coupling of the plasma velocity and the magnetic field of the n=+or-1 mode. The time-scale of the current profile flattening is of the order of the MHD time-scale. When the current profile is largely flattened, the plasma dynamic pressure due to the strongly excited kink mode pushes the hot core plasma in the radial kink flow direction and the hot core starts deviating from the magnetic surface owing to the dynamic pressure and the plasma compressibility. Because of the reduction of the magnetic shear due to the current flattening in the q<1 region, magnetic field reconnection is driven by the strong kink flow and leads to the destruction of the magnetic field structure within the q=1 rational surface. Subsequently, the magnetic field configuration recovers to an axisymmetric profile. This can explain the fast crash phase of sawteeth in tokamaks. The effect of the thermal conduction on the evolution of such a process is also discussed
新しく興味深い現象として、当初オーミック加熱によりピーキングを示すトロイダル電流分布が、磁気軸付近で平坦化するという現象が、3次元トロイダル幾何形状に対する完全圧縮性抵抗性MHDシミュレーションによって得られた。この電流平坦化は、不安定なm=1/n=1抵抗性キンクモードの非線形励起、具体的にはn=+または-1モードのプラズマ速度と磁場の結合の準線形効果によって引き起こされると結論付けられる。電流分布の平坦化の時間スケールはMHD時間スケールのオーダーである。電流分布が大きく平坦化されると、強く励起されたキンクモードによるプラズマ動圧が、高温コアプラズマを径方向キンク流方向に押し出し、高温コアは動圧とプラズマ圧縮性により磁気面からずれ始める。q<1領域における電流平坦化による磁気シアの低減のため、強いキンク流によって磁気再結合が駆動され、q=1有理面内の磁場構造の破壊につながる。その後、磁場配位は軸対称分布に回復する。これはトカマクにおける鋸歯状振動の高速クラッシュ相を説明できる。そのような過程の進展に対する熱伝導の影響についても議論する。