For fusion reactors, based on the principle of magnetic confinement, it is important to avoid so-called magnetic islands or tearing modes. They reduce confinement and can be the cause of major disruptions. One class of magnetic islands is that of the perturbation field driven modes. This perturbation field can, for example, be the intrinsic error field. Theoretical work predicts a strong relationship between plasma rotation and the excitation of perturbation field modes.Experimentally, the theory on mode excitation and plasma rotation has been confirmed on several tokamaks. In those experiments, however, the control over the plasma rotation velocity and direction, and over the externally applied perturbation field was limited. In this paper experiments are presented that were carried out at the TEXTOR tokamak. Two tangential neutral beam injectors and a set of helical perturbation coils, called the dynamic ergodic divertor (DED), provide control over both the plasma rotation and the external perturbation field in TEXTOR. This made it possible to set up a series of experiments to test the theory on mode excitation and plasma rotation in detail.The perturbation field induced by the DED not only excites magnetic islands, it also sets up a layer near the plasma boundary where the magnetic field is stochastic. It will be shown that this stochastic field alters both the rotational response of the plasma on the perturbation field and the threshold for mode excitation. It therefore has to be included in an extended theory on mode excitation.
磁気閉じ込めの原理に基づく核融合炉においては、いわゆる磁気島やテアリングモードを回避することが重要である。これらは閉じ込めを低下させ、大規模なディスラプションの原因となり得る。磁気島の一種として、摂動磁場によって駆動されるものがある。この摂動磁場は、例えば、固有誤差磁場であり得る。理論的には、プラズマ回転と摂動磁場モードの励起との間に強い相関関係があることが予測されている。実験的には、モード励起とプラズマ回転に関する理論は、複数のトカマク装置において確認されている。しかしながら、それらの実験においては、プラズマ回転速度と方向、および外部印加摂動磁場の制御は限定的であった。本論文では、TEXTORトカマク装置において実施された実験について報告する。2基の接線方向中性粒子ビーム入射装置と、動的エルゴディックダイバータ（DED）と呼ばれる一連のヘリカル摂動コイルにより、TEXTORにおけるプラズマ回転と外部摂動磁場の両方の制御が可能となった。これにより、モード励起とプラズマ回転に関する理論を詳細に検証するための一連の実験を実施することが可能となった。DEDによって誘起される摂動磁場は、磁気島を励起するだけでなく、プラズマ境界近傍に磁場が確率的となる領域を形成する。この確率的磁場が、摂動磁場に対するプラズマの回転応答とモード励起の閾値の両方を変化させることが示される。したがって、モード励起に関する拡張理論には、この効果を組み込む必要がある。