The operation region and the parameter region of magnetohydrodynamic (MHD) modes are analyzed for J-TEXT Ohmic discharges. The operation region is described by the Hugill diagram, which combines low-q and high density limits. It is found that the operation region has expanded over the years on J-TEXT. In detail, the high density limit has increased from less than 0.5nG to 0.7nG and the low-q limit has lowered from 2.8 to 2.2; this is due to the reduced impurity content that results from coating graphite on the wall. Furthermore, the operation region has further expanded to 0.85nG and qa ~ 2.0, respectively—a result of suppressing the disruptive precursor MHD by using externally-applied resonant magnetic perturbations (RMPs). Here, nG and qa are the Greenwald density limit and edge safety factor, respectively. Corresponding to the results of the operation region, the parameter regions of MHD modes are presented. It is found that a m/n = 2/1 tearing mode (TM) appears for a wide parameters region with 2.4 < qa < 4 and ne < 3 × 1019 m−3—here m and n are the poloidal and toroidal mode numbers. Furthermore, other MHD modes such as m/n = 5/2, 3/1, 4/1 and 7/2, appear only when their rational surfaces are close to the plasma edge or m/n ~ qa, and these MHD modes may transit to a 2/1 TM when changing the plasma parameters. In addition, correlation analysis between the amplitude and frequency of the dominant 2/1 TM for different plasma conditions reveals that there is a threshold between normal discharges and density-limit discharges, which would be a reference to predict density-limit disruptions.
J-TEXTオーミック放電における磁気流体力学(MHD)モードの運転領域とパラメータ領域を解析した。運転領域は、低q限界と高密度限界を組み合わせたヒューギルダイアグラムによって記述される。J-TEXTにおいて運転領域は長年にわたって拡大してきたことが見出された。詳細には、高密度限界は0.5nG未満から0.7nGへ増加し、低q限界は2.8から2.2へ低下した。これは、壁へのグラファイト被覆による不純物含有量の低減に起因する。さらに、運転領域はそれぞれ0.85nGおよびqa〜2.0へとさらに拡大した。これは、外部から印加された共鳴磁場摂動(RMP)を用いたディスラプション前駆MHDの抑制の結果である。ここで、nGおよびqaはそれぞれグリーンワルド密度限界およびエッジ安全係数である。運転領域の結果に対応して、MHDモードのパラメータ領域を示す。m/n=2/1テアリングモード(TM)は、2.4<qa<4かつne<3×10^19 m^-3の広いパラメータ領域で現れることが見出された。ここで、mおよびnはそれぞれポロイダルおよびトロイダルモード数である。さらに、m/n=5/2、3/1、4/1、7/2などの他のMHDモードは、それらの有理面がプラズマエッジ近傍またはm/n〜qaにある場合にのみ現れ、これらのMHDモードはプラズマパラメータの変化に伴って2/1 TMへ遷移し得る。加えて、異なるプラズマ条件における支配的な2/1 TMの振幅と周波数の間の相関解析により、正常放電と密度限界放電の間に閾値が存在することが明らかになり、これは密度限界ディスラプションの予測のための指標となり得る。