Externally applied resonant magnetic perturbations (RMPs), generated by magnetic coils located outside the plasma (referred to as RMP coils), provide an effective way to control the edge localized mode (ELM) in tokamak devices. Due to the discrete nature of the toroidal distribution of these window-frame coils, toroidal sidebands always exist together with the fundamental harmonics designed for ELM control. In this work, the MARS-F code (Liu et al 2000 Phys. Plasmas7 3681) is applied to investigate the detailed features of the RMP spectra considering both the dominant harmonic (n = 2) and the associated sideband (n = 6), and the impact of the combined fields on magnetic footprints as well as on the fast ion losses for a reference double-null scenario in the HL-2M device. It is found that the sum of the n = 2 and n = 6 RMP fields splits the footprint and widens the footprint area, as compared to the single-n (n = 2) harmonic case. The resistive plasma response breaks the up–down symmetry of the footprint pattern on the outer divertor plates, which is otherwise symmetric assuming vacuum RMP fields. Considering fast ion losses, a threshold value exists for the initially launched radial position of test particles, as well as for the RMP coil current, before the loss occurs. When the threshold criterion is satisfied, the combined n = 2 and n = 6 RMP fields enhance the fast ion loss rate by , as compared to that of the n = 2 component alone. These results illustrate the important role of the sideband of RMP fields on the magnetic footprints and fast ion losses in tokamak plasmas.
外部から印加される共鳴磁場摂動（RMP）は、プラズマ外部に配置された磁気コイル（RMPコイルと呼ばれる）によって生成され、トカマク装置における周辺局在モード（ELM）を制御する効果的な方法を提供する。これらのウィンドウフレームコイルのトロイダル方向分布が離散的であるため、ELM制御のために設計された基本高調波には常にトロイダルサイドバンドが伴う。本研究では、MARS-Fコード（Liu et al 2000 Phys. Plasmas7 3681）を用いて、支配的な高調波（n=2）とそれに付随するサイドバンド（n=6）の両方を考慮したRMPスペクトルの詳細な特徴を調べるとともに、HL-2M装置の参照用ダブルヌルシナリオにおける複合場が磁気フットプリントおよび高速イオン損失に及ぼす影響を調査する。n=2およびn=6のRMP場の和は、単一n（n=2）高調波の場合と比較して、フットプリントを分割し、フットプリンット面積を拡大することが見出された。抵抗性プラズマ応答は、真空RMP場を仮定すると対称となる外側ダイバータ板上のフットプリントパターンの上下対称性を破る。高速イオン損失に関しては、損失が発生する前に、テスト粒子の初期投入半径方向位置およびRMPコイル電流に対して閾値が存在する。閾値条件が満たされると、複合されたn=2およびn=6 RMP場は、n=2成分のみの場合と比較して、高速イオン損失率を、 だけ向上させる。これらの結果は、トカマクプラズマにおける磁気フットプリントおよび高速イオン損失に対するRMP場のサイドバンドの