Plasma rotation in tokamaks is of special interest for its potential stabilizing effect on micro- and macro-instabilities, leading to increased confinement. In MAST, the torque from neutral beam injection can spin the plasma to a core velocity ∼300 km s−1 (Alfvén Mach number ∼0.3). Low density plasmas often exhibit a weakly non-monotonic safety factor profile just above unity. Theory predicts that such equilibria are prone to magneto-hydro-dynamic (MHD) instabilities, which was confirmed by recent observations. The appearance of the mode is accompanied by strong damping of core rotation on a timescale much faster than the momentum confinement time.The mode's saturated structure is estimated using the CASTOR code together with soft x-ray measurements, enabling the calculation of the plasma braking by the MHD mode according to neoclassical toroidal viscosity (NTV) theory. The latter exhibits strong similarities with the torque measured experimentally.
トカマクにおけるプラズマ回転は、微視的および巨視的不安定性に対する安定化効果の可能性から特に注目されており、閉じ込めの向上につながる。MASTでは、中性粒子ビーム入射によるトルクがプラズマをコア速度約300 km/s(アルフヴェン・マッハ数約0.3)まで回転させることができる。低密度プラズマは、しばしば1をわずかに上回る非単調な安全係数分布を示す。理論によれば、このような平衡状態は電磁流体力学(MHD)不安定性を生じやすいと予測されており、これは最近の観測によって確認されている。このモードの出現には、運動量閉じ込め時間よりもはるかに速い時間スケールでのコア回転の強い減衰が伴う。モードの飽和構造は、CASTORコードと軟X線測定を用いて推定され、新古典トロイダル粘性(NTV)理論に従ったMHDモードによるプラズマ制動の計算を可能にする。後者は、実験的に測定されたトルクと強い類似性を示す。