Dedicated experiments on TF ripple effects on the performance of tokamak plasmas have been carried out at JET. The TF ripple was found to have a profound effect on the plasma rotation. The central Mach number, M, defined as the ratio of the rotation velocity and the thermal velocity, was found to drop as a function of TF ripple amplitude (δ) from an average value of M = 0.40–0.55 for operations at the standard JET ripple of δ = 0.08% to M = 0.25–0.40 for δ = 0.5% and M = 0.1–0.3 for δ = 1%. TF ripple effects should be considered when estimating the plasma rotation in ITER. With standard co-current injection of neutral beam injection (NBI), plasmas were found to rotate in the co-current direction. However, for higher TF ripple amplitudes (δ ∼ 1%) an area of counter rotation developed at the edge of the plasma, while the core kept its co-rotation. The edge counter rotation was found to depend, besides on the TF ripple amplitude, on the edge temperature. The observed reduction of toroidal plasma rotation with increasing TF ripple could partly be explained by TF ripple induced losses of energetic ions, injected by NBI. However, the calculated torque due to these losses was insufficient to explain the observed counter rotation and its scaling with edge parameters. It is suggested that additional TF ripple induced losses of thermal ions contribute to this effect.
トカマクプラズマの性能に対するTFリップルの影響に関する専用実験がJETで実施された。TFリップルはプラズマ回転に顕著な影響を与えることが見出された。中心マッハ数M（回転速度と熱速度の比として定義される）は、標準的なJETリップルδ＝0.08%での平均値M＝0.40～0.55から、δ＝0.5%ではM＝0.25～0.40、δ＝1%ではM＝0.1～0.3へと、TFリップル振幅（δ）の関数として低下することが明らかになった。ITERにおけるプラズマ回転の推定には、TFリップルの影響を考慮すべきである。標準的な同方向中性粒子ビーム入射（NBI）では、プラズマは同方向に回転することが見出された。しかし、より高いTFリップル振幅（δ≒1%）では、プラズマ周辺部に逆方向回転の領域が形成され、コア部は同方向回転を維持した。周辺部の逆方向回転は、TFリップル振幅に加えて、周辺温度にも依存することが明らかになった。TFリップルの増大に伴うトロイダルプラズマ回転の低下は、NBIによって入射された高エネルギーイオンのTFリップル誘起損失によって部分的に説明可能であった。しかし、これらの損失による計算トルクは、観測された逆方向回転とその周辺パラメータに対するスケーリングを説明するには不十分であった。熱イオンの追加的なTFリップル誘起損失がこの効果に寄与していることが示唆される。