Sawtooth control using electron cyclotron current drive (ECCD) has been demonstrated in ITER-like plasmas with a large fast ion fraction, wide q = 1 radius and long uncontrolled sawtooth period in DIII-D. The sawtooth period is minimized when the ECCD resonance is just inside the q = 1 surface. Sawtooth destabilization using driven current inside q = 1 avoids the triggering of performance-degrading neoclassical tearing modes (NTMs), even at much higher pressure than required in the ITER baseline scenario. Operation at βN = 3 without 3/2 or 2/1 NTMs has been achieved in ITER demonstration plasmas when sawtooth control is applied using only modest ECCD power. Numerical modelling qualitatively confirms that the achieved driven current changes the local magnetic shear sufficiently to compensate for the stabilizing influence of the energetic particles in the plasma core.
ITER類似のプラズマにおいて、大きな高速粒子割合、広いq=1半径、および長い非制御鋸歯状振動周期を有するDIII-Dのプラズマで、電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)を用いた鋸歯状振動制御が実証された。鋸歯状振動周期は、ECCD共鳴がq=1面の直内側にあるときに最小化される。q=1面の内側での駆動電流による鋸歯状振動の不安定化は、ITERベースラインシナリオで必要とされるよりもはるかに高い圧力でも、性能を低下させる新古典テアリングモード(NTM)の発生を回避する。βN=3での運転は、3/2または2/1 NTMを発生させることなく、適度なECCDパワーのみを用いた鋸歯状振動制御によってITER実証プラズマで達成された。数値シミュレーションは、達成された駆動電流が局所的な磁気シアを十分に変化させ、プラズマコア内の高エネルギー粒子の安定化効果を補償することを定性的に確認している。