3D resonant magnetic perturbation (RMP) is one promising way to control edge localized modes that can cause excessive material erosion of tokamak first walls. However, RMP can lead to undesired degradation of plasma confinement, including fast-particle losses, which can impact the performance and safety of the reactor. This work investigates the optimization of the poloidal spectrum of the 3D field to optimize fast ion confinement during edge localized mode (ELM) suppression. In the initial step, the validity of the modeling framework is tested against experimental data. Simulations successfully replicate an increase in poloidal limiter temperature with different poloidal spectra. Then, the simulation shows improvement of fast ion confinement with a reduction of core resonant response, while edge resonant magnetic fields are maintained above the threshold to sustain the ELM suppression. Reduction of the core resonant fields keeps the Kolmogorov–Arnold–Moser surface and reduces the fast particle losses due to the stochastic magnetic field lines. The results highlight the potential of edge localization of the resonant fields to enhance the performance of fusion reactors, but further investigation is needed to improve the validation of this approach.
3D共鳴磁場摂動（RMP）は、トカマク第一壁の過度の材料損耗を引き起こし得る周辺局在モードを制御する有望な方法の1つである。しかしながら、RMPは、高速粒子損失を含むプラズマ閉じ込めの望ましくない劣化をもたらす可能性があり、これは炉の性能と安全性に影響を及ぼし得る。本研究では、周辺局在モード（ELM）抑制中の高速イオン閉じ込めを最適化するために、3D場のポロイダルスペクトルの最適化を調査する。最初の段階では、モデリングフレームワークの妥当性を実験データに対して検証する。シミミュレーションは、異なるポロイダルスペクトルでのポロイダルリミッタ温度の上昇を再現することに成功する。次に、シミュレーションは、ELM抑制を維持するための閾値以上に周辺共鳴磁場を保ちながら、コア共鳴応答の低減による高速イオン閉じ込めの改善を示す。コア共鳴場の低減は、コルモゴロフ–アーノルド–モーザー曲面を維持し、確率的磁力線による高速粒子損失を低減する。結果は、核融合炉の性能を向上させるための共鳴場の周辺局在化の可能性を強調するが、このアプローチの検証を改善するためにはさらなる調査が必要である。