MHD phenomena in ultra-low-q (ULQ; q < 1) discharges are extensively studied by means of three-dimensional magnetohydrodynamic (MHD) simulations. ULQ discharges are operated in the intermediate current range between the tokamak and the reversed field pinch. It is shown that ULQ dynamics is a competitive process between resistive diffusion and MHD activities: the former leads to current profile peaking (dq/dr > 0) and the latter to current profile broadening (dq/dr < 0). The MHD activity of ULQ discharges is studied, and it is found that the key process is non-linear growth of an m = 1 ideal kink instability. It is observed that after the MHD activity has organized a global mode stable state, resistive diffusion dominates the ULQ dynamics on the diffusion time-scale, leading to a global mode unstable state; then, MHD activity appears again.
超低q(ULQ; q < 1)放電におけるMHD現象は、三次元磁気流体力学(MHD)シミュレーションによって広範囲に研究されている。ULQ放電は、トカマクと逆転磁場ピンチの中間の電流領域で運転される。ULQダイナミクスは、抵抗性拡散とMHD活動の間の競争であることが示されている:前者は電流分布のピーキング(dq/dr > 0)をもたらし、後者は電流分布の平坦化(dq/dr < 0)をもたらす。ULQ放電のMHD活動を研究した結果、鍵となる過程はm = 1理想キンク不安定性の非線形成長であることが見出された。MHD活動が大域的モードの安定状態を組織化した後、抵抗性拡散が拡散時間スケールでULQダイナミクスを支配し、大域的モードの不安定状態をもたらす;その後、MHD活動が再び現れることが観測された。