The linear plasma response to a resonant error field (EF) is formalized by the so-called ‘delta-prime’, here simply denoted by , a quantity representing the amplitude and phase of the current sheet induced at the resonant surface mostly by the electron fluid rotation. A semi-analytical computation of in the framework of two-fluids drift magneto-hydrodynamic is carried out by exploiting a formalism similar to those of previous works (Fitzpatrick 2022 Phys. Plasmas29 032507; Park 2022 Phys. Plasmas29 072506). However, instead of assuming the high-poloidal-beta ordering of these derivations, a conventional large aspect ratio, low-beta ordering is here adopted. On the basis of , we estimate the EF penetration threshold in terms of plasma density, magnetic field strength and machine size, by inspection of the torque balance equation at the resonant surface. This is done for the ohmic tokamak, by exploiting the experimental scaling laws obtained in this configuration for several kinetic quantities entering the model. The results are compared to the prediction from the single-fluid as obtained in a previous analysis (Zanca 2025 Nucl. Fusion65 056023). No significant difference is found between the two-fluids and the single-fluid EF thresholds. Instead, the modeling of the neoclassical poloidal-flow damping time and of the momentum confinement time , two quantities that enter the torque balance equation beside , has a significant impact on the EF threshold. In particular, by identifying with the ion energy replacement time, a positive scaling of the EF threshold with the machine size is obtained, in agreement with recent experimental analysis (Logan et al 2020 Nucl. Fusion60 086010), in addition to a linear dependence on density: , with the major radius. Instead, the customary identification of with the total energy confinement time leads to a negative scaling with the machine size and to a weaker density dependence.
共鳴誤差磁場(EF)に対する線形プラズマ応答は、いわゆる「デルタプライム」によって形式化される。ここでは単に と表記され、この量は主に電子流体回転によって共鳴面に誘起される電流シートの振幅と位相を表す。二流体ドリフト磁気流体力学の枠組みにおける の半解析的計算を、従来研究(Fitzpatrick 2022 Phys. Plasmas29 032507; Park 2022 Phys. Plasmas29 072506)と同様の形式を利用して行う。ただし、これらの導出における高ポロイダルベータ・オーダリングを仮定する代わりに、ここでは従来の大アスペクト比・低ベータ・オーダリングを採用する。 に基づき、共鳴面でのトルクバランス方程式を調べることにより、EF侵入閾値をプラズマ密度、磁場強度、装置サイズの関数として評価する。これはオーミックトカマクに対して、この配位で得られている、モデルに入るいくつかの運動論的量に関する実験スケーリング則を利用して行われる。結果は、以前の解析(Zanca 2025 Nucl. Fusion65 056023)で得られた単流体 からの予測と比較される。二流体と単流体のEF閾値の間には有意な差は見られない。むしろ、トルクバランス方程式において のほかに入る二つの量である、新古典ポロイダル流減衰時間 と運動量閉じ込め時間 のモデル化が、EF閾値に大きな影響を与える。特に、 をイオンエネルギー置換時間と同一視することにより、EF閾値の装置サイズに対する正のスケーリングが得られ、これは最近の実験解析(Logan et al 2020 Nucl. Fusion60 086010)と一致し、さらに密度への線形依存性 : ( は主半径) が得られる。一方、 を全エネルギー閉じ込め時間と同定する従来の方法は、装置サイズに対する負のスケーリングと、より弱い密度依存性をもたらす。