An important focus of the present research on thermonuclear fusion based on magnetic confinement is the control of rotating magnetic islands of low helical mode numbers m, n that are the nonlinear stage of resistive instabilities developing at magnetic surfaces where q = m/n. These perturbations are often driven by external resonant 'error fields' or mode coupling effects and maintained by local distortions of the current profile. The islands can be reduced in width or completely suppressed by a current driven by electron cyclotron waves accurately located within the island. A requisite for an effective control action is the ability to identify the relevant state variables (radial location, island amplitude, frequency and phase) in 'real time' and vary accordingly the control variables (wave beam power modulation and direction). Traditionally magnetohydrodynamic instabilities are monitored by external magnetic signals that however give no information about the radial location of the perturbation within the plasma. Here we describe the design of a real-time diagnostics/control device using an original algorithm for processing electron cyclotron emission signals to monitor temperature fluctuations and EC wave power deposition.
磁気閉じ込めに基づく熱核融合に関する本研究の重要な焦点は、q = m/n の磁気面で発生する抵抗性不安定性の非線形段階である、低い螺旋モード数 m、n を持つ回転磁気島の制御である。これらの擾乱は、しばしば外部共鳴「誤差磁場」またはモード結合効果によって駆動され、電流分布の局所的な歪みによって維持される。磁気島は、その内部に正確に位置決めされた電子サイクロトロン波によって駆動される電流により、幅を縮小または完全に抑制することができる。効果的な制御動作には、関連する状態変数（半径方向位置、磁気島振幅、周波数、位相）を「リアルタイム」で特定し、それに応じて制御変数（波ビーム出力変調と方向）を変化させる能力が必要である。従来、磁気流体力学的不安定性は外部磁気信号によって監視されてきたが、それらの信号はプラズマ内部の擾乱の半径方向位置に関する情報を与えない。本稿では、電子サイクロトロン放射信号を処理して温度変動とEC波パワー堆積を監視するための独自アルゴリズムを用いた、リアルタイム診断・制御装置の設計について述べる。