Advanced tokamak regimes, featuring extended regions of low magnetic shear, are promising candidates for future fusion reactors but are also more prone to specific kinds of MHD instabilities. The proximity to a rational surface in a very low shear region weakens field line bending stabilisation and amplifies the effects of toroidal coupling between modes, leading to the emergence of long-wavelength resistive infernal modes. These modes can grow collectively as a discrete spectrum, leading to a cascade of different perturbations for single mode numbers (m, n), with subdominant modes showing increasingly oscillatory radial structures. These spectra of fast-growing modes are significant for developing stable scenarios in future reactors, and for the understanding of global reconnection events like sawteeth, motivating a deeper investigation into their fundamental physics. Deriving new analytic solutions, including a generalisation of the ideal interchange dispersion relation to non monotonic q profiles, and extending a modular linear resistive MHD solver, we investigate how resistivity, compressibility, toroidal effects, and shaping influence stability, especially in reversed shear q profiles. It is also shown that common assumptions in numerical calculations prevent the observation of the full variety of modes present in these advanced scenarios.
先進トカマク運転領域は、低磁気シアの広がった領域を特徴とし、将来の核融合炉にとって有望な候補であるが、特定の種類のMHD不安定性も引き起こしやすい。非常に低いシア領域における有理面への近接は、磁力線曲げ安定化を弱め、モード間のトロイダル結合の効果を増幅し、長波長の抵抗性インファーナルモードの出現をもたらす。これらのモードは離散スペクトルとして集団的に成長し、単一のモード数(m, n)に対する異なる摂動のカスケードを生じ得る。そこでは、亜優位的なモードがますます振動的な動径構造を示す。これらの急速成長モードのスペクトルは、将来の炉における安定なシナリオの開発、および鋸歯状振動のような大域的再結合事象の理解にとって重要であり、それらの基礎物理のより深い研究を動機づける。新しい解析解を導出し、理想交換不安定性分散関係の非単調qプロファイルへの一般化を含め、モジュール式線形抵抗性MHDソルバーを拡張することにより、抵抗率、圧縮性、トロイダル効果、および形状が安定性に及ぼす影響、特に逆シアqプロファイルにおける影響を調べる。また、数値計算における一般的な仮定が、これらの先進シナリオに存在するモードの多様性の全体を観測することを妨げることも示される。