An explosive burst excited by a neoclassical tearing mode (NTM) is one of the possible candidates for disruptive terminations in reversed magnetic shear (RMS) tokamak plasmas. For the purpose of disruption avoidance, numerical investigations have been implemented on the prevention of explosive bursts triggered by the ill-advised application of electron cyclotron current drive (ECCD) in RMS configuration. Under the situation of controlling NTMs by ECCD in RMS tokamak plasmas, a threshold in electron cyclotron driven current has been found. Below the threshold, not only are the NTM islands not effectively suppressed but a deleterious explosive burst could also be triggered, which might contribute to major disruption to tokamak plasmas. In order to prevent this ECCD from triggering explosive bursts, three control strategies have been attempted in this work and two of them have been recognized to be effective. One is to apply differential poloidal plasma rotation in the proximity of outer rational surface during the ECCD control process; the other is to apply two ECCDs to control NTM islands on both rational surfaces at the same time. In the former strategy, the threshold is diminished due to the modification of the classical tearing mode index. In the latter strategy, the prevention is accomplished as a consequence of the reduction of the coupling strength between the two rational surfaces via the stabilization of inner islands. Moreover, the physical mechanism behind the excitation of the explosive burst and the control processes by different control strategies have all been discussed in detail.
新古典ティアリングモード(NTM)によって励起される爆発的バーストは、反転磁気シア(RMS)トカマクプラズマにおけるディスラプション終端の可能な候補の1つである。ディスラプション回避の目的のために、RMS配位における電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)の不適切な適用によって引き起こされる爆発的バーストの防止に関する数値的調査が実施された。RMSトカマクプラズマにおいてECCDによりNTMを制御する状況下で、電子サイクロトロン駆動電流に閾値が見出された。閾値以下では、NTMアイランドが効果的に抑制されないだけでなく、有害な爆発的バーストも引き起こされ得る。これはトカマクプラズマの大規模ディスラプションに寄与する可能性がある。このECCDが爆発的バーストを引き起こすのを防ぐために、本研究では3つの制御戦略が試みられ、そのうち2つが有効であると認められた。1つは、ECCD制御プロセス中に外側有理面の近傍で差動ポロイダルプラズマ回転を印加することであり、もう1つは、2つのECCDを印加して両方の有理面上のNTMアイランドを同時に制御することである。前者の戦略では、古典的ティアリングモード指数の変更により閾値が減少する。後者の戦略では、内側アイランドの安定化を介した2つの有理面間の結合強度の低減の結果として防止が達成される。さらに、爆発的バーストの励起の背後にある物理メカニズムと、異なる制御戦略による制御プロセスがすべて詳細に議論された。