Characteristics of the MHD instabilities for high beta LHD (large helical device) plasmas in the inward shifted configurations have been investigated by numerical simulations. On the condition that the magnetic Reynolds number is lower than the experimental value, the time evolution of the MHD instabilities is as follows: (1) resistive ballooning modes, the toroidal mode number of which is higher than the LHD's toroidal pitch (), are destabilized in the plasma peripheral region; (2) low toroidal modes typified by are destabilized by the nonlinear mode coupling of the resistive ballooning modes the toroidal mode number of which is adjacent to each other where n is the toroidal mode number. In particular, the velocity of the mode is finite at the magnetic axis so that there is a large velocity directed to the magnetic axis; and (3) when the high n modes are saturated, the destabilized low n modes, which have a global mode structure and shift the magnetic axis, also begin to be saturated. The self mode coupling of the low n modes induces the core crush and transports the plasma from the core region to the peripheral region. Since the nonlinear MHD phenomena are dominated by the resistive modes, the MHD phenomena for the experimental high magnetic Reynolds number are considered to be milder than our numerical results. Thus, when the experimental high magnetic Reynolds number is taken in the simulation, the core crush may be suppressed so that the numerical results are expected to become close to the experimental results where the stable high beta plasmas are obtained.
特性： 高ベータLHD（大型ヘリカル装置）における内向きシフト配位でのMHD不安定性の特性を数値シミュレーションにより調査した。磁気レイノルズ数が実験値よりも低い条件では、MHD不安定性の時間発展は以下の通りである：（1）LHDのトロイダルピッチよりも高いトロイダルモード数を持つ抵抗性バルーニングモードがプラズマ周辺部で不安定化する；（2）これらの高モード数の抵抗性バルーニングモードの非線形モード結合により、隣接する低トロイダルモード数（LHDのトロイダルピッチ近傍）のモードが励起され、磁気軸において有限な速度を持つため、磁気軸方向への大きな速度が生じる；（3）高モード数のモードが飽和すると、励起された低モード数のモードも飽和し始める。これらの低モード数のモードは大域的構造を持ち、磁気軸をシフトさせる。この低モード数のモードの自己モード結合により、コアプラズマの圧縮（コアクラッシュ）が引き起こされ、コア領域から周辺領域へのプラズマ輸送が生じる。MHD現象は抵抗性モードに支配されるため、実験的な高磁気レイノルズ数ではMHD現象は数値結果よりも穏やかになると考えられる。したがって、実験的な高磁気レイノルズ数をシミュレーションで再現すれば、コアクラッシュは抑制され、安定な高ベータプラズマが得られるという実験結果に近づくことが期待される。