In this paper we investigate non-complete sawtooth reconnection in the ASDEX Upgrade tokamak. Such reconnection phenomena are associated with internal m/n = 1/1 kink mode which does not vanish after the crash phase (as would be the case for complete reconnection). It is shown that this sawtooth cannot be fully described by pure m/n = 1/1 mode and that higher harmonics play an important role during the sawtooth crash phase. We employ the Hamiltonian formalism and reconstructed perturbations to model incomplete sawtooth reconnection. It is demonstrated that stochastization appears due to the excitation of low-order resonances which are present in the corresponding q-profiles inside the q = 1 surface which reflects the key role of the q0 value. Depending on this value two completely different situations are possible for one and the same mode perturbations: (i) the resonant surfaces are present in the q-profile leading to stochasticity and sawtooth crash (q0 ≈ 0.7 ± 0.1); (ii) the resonant surfaces are not present, which means no stochasticity in the system and no crash event (q0 ≈ 0.9 ± 0.05). Accordingly the central safety factor value is always less than unity in the case of a non-complete sawtooth reconnection. Our investigations show that the stochastic model agrees well with the experimental observations and can be proposed as a promising candidate for an explanation of the sawtooth reconnection.
本論文では、ASDEX Upgrade トカマクにおける非完全な鋸歯状再結合を調査する。このような再結合現象は、内部 m/n = 1/1 キンクモードに関連しており、このモードはクラッシュ位相後も消滅しない（完全再結合の場合には消滅する）。この鋸歯状振動は、純粋な m/n = 1/1 モードだけでは完全には記述できず、高調波が鋸歯状クラッシュ位相中に重要な役割を果たすことが示される。我々は、不完全な鋸歯状再結合をモデル化するために、ハミルトン形式と再構成された摂動を用いる。確率化は、q = 1 表面の内側の対応する q プロファイル内に存在する低次の共鳴の励起によって現れることが実証され、これは q0 値の重要な役割を反映している。この値に応じて、同じモード摂動に対して2つのまったく異なる状況が考えられる：(i) 共鳴面が q プロファイル内に存在し、確率化と鋸歯状クラッシュを引き起こす場合 (q0 ≈ 0.7 ± 0.1)；(ii) 共鳴面が存在せず、系内に確率化もクラッシュイベントもない場合 (q0 ≈ 0.9 ± 0.05)。したがって、非完全な鋸歯状再結合の場合、中心安全係数値は常に1未満である。我々の調査は、確率モデルが実験観測とよく一致し、鋸歯状再結合の説明のための有望な候補として提案できることを示している。