Due to the smallness of the volumes associated with the flux surfaces around the O-point of a magnetic island, the electron cyclotron power density applied inside the island for the stabilization of neoclassical tearing modes (NTMs) can exceed the threshold for non-linear effects as derived previously by Harvey et al (1989 Phys. Rev. Lett.62 426). We study the non-linear electron cyclotron current drive (ECCD) efficiency through bounce-averaged, quasi-linear Fokker–Planck calculations in the magnetic geometry as created by the islands. The calculations are performed for the parameters of a typical NTM stabilization experiment on ASDEX Upgrade. A particular feature of these experiments is that the rays of the EC wave beam propagate tangential to the flux surfaces in the power deposition region. The calculations show significant non-linear effects on the ECCD efficiency, when the ECCD power is increased from its experimental value of 1 MW to a larger value of 4 MW. The nonlinear effects are largest in the case of locked islands or when the magnetic island rotation period is longer than the collisional time scale. The non-linear effects result in an overall reduction of the current drive efficiency for this case with absorption of the EC power on the low-field side of the electron cyclotron resonance layer. As a consequence of the non-linear effects, also the stabilizing effect of the ECCD on the island is reduced from linear expectations.
磁気島のO点周辺のフラックス面に伴う体積が小さいため、新古典テアリングモード（NTM）の安定化のために島内部に印加される電子サイクロトロン電力密度は、Harveyら（1989 Phys. Rev. Lett. 62 426）が以前に導出した非線形効果の閾値を超える可能性がある。我々は、島によって形成される磁気幾何学において、バウンス平均化された準線形フォッカー・プランク計算を通じて、非線形電子サイクロトロン電流駆動（ECCD）効率を研究する。計算は、ASDEX Upgradeにおける典型的なNTM安定化実験のパラメータに対して行われる。これらの実験の特徴は、EC波ビームの光線が電力吸収領域のフラックス面に接線方向に伝播することである。計算は、ECCD電力を実験値の1 MWからより大きな4 MWへ増加させると、ECCD効率に有意な非線形効果が現れることを示す。非線形効果は、ロック島の場合、または磁気島の回転周期が衝突時間スケールより長い場合に最も大きい。非線形効果は、電子サイクロトロン共鳴層の低磁場側でのEC電力吸収の場合、電流駆動効率の全体的な低下をもたらす。非線形効果の結果として、島に対するECCDの安定化効果も線形予測から減少する。