A heuristic criterion for the full suppression of an NTM was formulated as ηNTM ≡ jCD,max/jBS ⩾ 1.2 (Zohm et al 2005 J. Phys. Conf. Ser.25 234), where jCD,max is the maximum in the driven current density profile applied to stabilize the mode and jBS is the local bootstrap current density. In this work we subject this criterion to a systematic theoretical analysis on the basis of the generalized Rutherford equation. Taking into account only the effect of jCD inside the island, a new criterion for full suppression by a minimum applied total current is obtained in the form of a maximum allowed value for the width of the driven current, wdep, combined with a required minimum for the total driven current in the form of wdepηNTM, where both limits depend on the marginal and saturated island sizes. These requirements can be relaxed when additional effects are taken into account, such as a change in the stability parameter Δ' from the current driven outside the island, power modulation, the accompanying heating inside the island or when the current drive is applied preemptively. When applied to ITER scenario 2, the requirement for full suppression of either the 3/2 or 2/1 NTM becomes wdep ≲ 5 cm and wdepηNTM ≳ 5 cm in agreement with (Sauter et al2010 Plasma Phys. Control. Fusion52 025002). Optimization of the ITER ECRH Upper Port Launcher design towards minimum required power for full NTM suppression requires an increase in the toroidal injection angle of the lower steering mirror of several degrees compared with its present design value, while for the upper steering mirror the present design value is close to the optimum.
NTMの完全抑制のためのヒューリスティックな基準は、ηNTM ≡ jCD,max/jBS ⩾ 1.2 (Zohm et al 2005 J. Phys. Conf. Ser.25 234) として定式化された。ここで、jCD,max はモードを安定化するために印加される駆動電流密度分布の最大値であり、jBS は局所ブートストラップ電流密度である。本研究では、この基準を一般化ラザフォード方程式に基づいて系統的な理論解析に付す。磁気島の内部における jCD の効果のみを考慮に入れると、最小の印加全電流による完全抑制のための新しい基準が、駆動電流の幅 wdep の許容最大値と、wdepηNTM という形での全駆動電流の必要最小値を組み合わせた形で得られる。ここで、両方の限界はマージナルおよび飽和した磁気島サイズに依存する。これらの要件は、追加の効果を考慮に入れると緩和され得る。例えば、磁気島の外部で駆動される電流による安定性パラメータΔ'の変化、パワー変調、磁気島内部でのそれに伴う加熱、あるいは電流駆動が先制的に適用される場合などである。ITERシナリオ2に適用すると、3/2または2/1 NTMのいずれかの完全抑制のための要件は、wdep ≲ 5 cm および wdepηNTM ≳ 5 cm となり、(Sauter et al2010 Plasma Phys. Control. Fusion52 025002)と一致する。完全NTM抑制に必要な最小電力に向けたITER ECRH上部ポートランチャー設計の最適化には、下部ステアリングミラーのトロイダル入射角を、その現在の設計値と比較して数度増加させることが必要である。一方、上部ステアリングミラーについては、現在の設計値は最適値に近い。