Locked n = 1 tearing modes are observed over a wide range of parameter space in DIII-D and other tokamaks. Much of the difficulty with low density operation is attributed to locked modes and they are also observed as precursors of density limit disruptions. From observations of a consistent locked mode toroidal phase, it appears that the modes are locking to a small field perturbation caused by slight irregularities in the location of one or more of the vertical field coils with respect to the toroidal field coil. By intentionally producing an n = 1 field with an external coil, it was possible to influence the onset of locked modes in low q, low density plasmas. The result is a significantly expanded or reduced stable operating parameter space, depending on the polarity and magnitude of the external perturbation applied and whether or not intrinsic field errors are reduced or increased. A simple theoretical model of the non-linear stability of a tearing mode under the effect of externally applied resonant field perturbations yields a critical island width for the onset of a locked mode. The island widths, computed by field line tracing, for combinations of intrinsic field errors and 'n = 1 coil' fields are in qualitative agreement with the critical island width for instability.
ロックされた n = 1 テアリングモードは、DIII-D および他のトカマクにおいて広いパラメータ空間にわたって観測される。低密度運転における困難の多くはロックモードに起因しており、それらは密度限界ディスラプションの前駆現象としても観測される。一貫したロックモードのトロイダル位相の観測から、モードはトロイダル磁場コイルに対する1つ以上の垂直磁場コイルの位置のわずかな不規則性によって引き起こされる小さな磁場摂動にロックしているように見える。外部コイルを用いて意図的に n = 1 磁場を生成することにより、低q・低密度プラズマにおけるロックモードの発生に影響を与えることが可能であった。その結果、印加された外部摂動の極性と大きさ、および固有磁場誤差が減少するか増加するかに応じて、安定動作パラメータ空間が大幅に拡大または縮小される。外部印加された共鳴磁場摂動の影響下でのテアリングモードの非線形安定性の簡単な理論モデルは、ロックモード発生のための臨界磁気島幅を与える。磁力線追跡によって計算された、固有磁場誤差と「n = 1 コイル」磁場の組み合わせに対する磁気島幅は、不安定性のための臨界磁気島幅と定性的に一致する。